The course will provide the basis for the spectroscopy in the THz spectral range (~ 0.1-10 THz) and a survey of current THz
technology and its applications. Intensive exploration of the THz region has become possible only about 20 years ago owing
to the development of the so called time-domain THz spectroscopy - a special accent will be therefore put on this technique.
Due to fast development of THz technologies the content of the lectures will be continuously updated.
Last update: T_KCHFO (22.05.2008)
Prednáška seznámí posluchace se základy spektroskopie v THz spektrálním oboru (~ 1011-1013 Hz) a poskytne prehled o
soucasné THz technologii a jejích aplikacích. Intenzivní výzkum v THz oboru se rozvinul teprve behem posledních cca 20
let díky objevu tzv. THz spektroskopie v casové oblasti - na tuto metodu proto bude v prednášce kladen zvláštní duraz.
Vzhledem k rychlému rozvoji THz technologií bude obsah prednášky prubežne aktualizován.
Course completion requirements -
Last update: doc. RNDr. Petr Kužel, Ph.D. (07.06.2019)
Oral examination; in the extent of the sylabus
Last update: doc. RNDr. Petr Kužel, Ph.D. (07.06.2019)
Ústní zkouška v rozsahu dle sylabu předmětu.
Syllabus -
Last update: doc. RNDr. Petr Kužel, Ph.D. (03.10.2022)
1. Historical overview and motivation for spectroscopy in THz spectral range
2. THz time-domain spectroscopy; coherent methods of generation and detection of ultrashort THz pulses: photoconductive switches, optical rectification (chi2, chi3 processes), spintronic approach; remarkable properties: direct observation of light oscillations, phase-sensitivity of the detection, time resolution, high-field THz pulses (nonlinearities in THz spectroscopy)
3. Principles of steady-state and ultrafast THz spectroscopy. Bulk materials, thin films
4. Ultrashort THz pulses: description beyond quasi-monochromatic approximation (Gouy phase shift and its implications for THz spectroscopy)
5. Other sources THz radiation (Backward wave oscillators, Gunn and Schottky diodes, High-electron-mobility transistors, photomixing, Quantum cascade lasers, Large scale facilities: Free electron laser, THz in synchrotron). Thermal detectors of THz radiation.
semiconductors (doped, photoexcited semiconductors - dynamics of charge carriers), semiconductor nanostructures, disordered systems
superconductors, graphene, other materials
7. Propagation and manipulation of THz radiation: tunable materials for THz applications, photonic structures and metamaterials, plasmonics, opto-THz modulators
Last update: doc. RNDr. Petr Kužel, Ph.D. (03.10.2022)
1. Historický přehled a motivace pro spektroskopii v THz spektrální oblasti;
2.THz spektroskopie v časovém oboru, koherentní metody generování a detekce ultrakrátkých THz pulsů: fotovodivé spínače, optické usměrnění (chi2, chi3 procesy), spintronický přístup; pozoruhodné vlastnosti: přímé pozorování oscilací světla, fázová citlivost detekce, časové rozlišení, intenzivní THz pulsy (nelinearity v THz spektroskopii).
3. Základy rovnovážné a ultrarychlé THz spektroskopie. bulkové materiály, tenké vrstvy
4. Ultrakrátké THz pulsy: popis nad rámec kvazimonochromatického přiblížení (Gouyho fázový posuv a jeho důsledky pro spektroskopii)
5. Další zdroje THz záření (oscilátory se zpětnou vlnou, kvantové kaskádní lasery, fotosměšování, parametrické generování, THz záření na synchrotronu, lasery na volných elektronech...) a nekoherentní metody detekce. Spektroskopické aplikace.
6. THz spektroskopie pevných látek:
dielektrika, feroelektrika a multiferoika (fonony, magnony, měkké módy - aplikace na strukturní fázové přechody, elektromagnony)
