Chapter 2 理論分析與實驗裝置
2.4 實驗操作步驟
1. 先將水泥管架 01、水泥管架 02 分別放在 I 04、ND filter 和 BS、M 09 的中 間後再開雷射；其目的是用來擋住pump beam 和 probe beam 的光，以避免 雷射光直接打入THz 系統中，造成儀器損壞。
2. 開 pump laser 並熱機 1~2 小時，等雷射穩定再開始做實驗。
3. 調整 Ti-Sapphire laser 之調鈕 E 和調鈕 F，讓雷射的波長和半高寬達到我們 要的位置及大小。
4. 觀察示波器上的雷射波形，當雷射不穩定時，我們先調整 Ti-Sapphire laser 之藍色調鈕A 和 B，再調整綠色調鈕 C 和 D，以達到穩定的狀態。
5. 當雷射穩定後，將反射鏡 M 04 和 M 05 中間的一維移動平台往下移動，讓 雷射光近入THz 光電導系統中。
6. 調整 M 04 讓光通過 I 03 的中心，接著再調整 M 05 讓光通過 I 04 的中心，
反覆調整數次確定光有通過I 03 及 I 04 的中心以達到水平；但記得不要將 I 03 和 I 04 的洞開的太大，只要剛好讓雷射光通過就好，因為 Iris 可以將一 部份的反射光擋住，避免反射光沿著probe beam 的光路射入 Balanced de-tectors，造成雜訊變大。
7. 拿開水泥管架 02（水泥管架 01 仍放著不動）讓 probe beam 通過系統射入 Balanced detectors，接著調整 M 09 讓光通過 I 06 的中心，再調整 M 10 讓光 通過I 07 的中心，反覆調整數次確定光有通過 I 06 及 I 07 的中心以達到水 平。
8. 拿一張名片紙檢查通過 Wollaston prism 後的兩道光有沒有完全射入 Balanced detectors 的偵測孔中。
9. 將 Balanced detectors 的 BNC 接頭接到示波器的 input，再拿一小厚紙板分別 擋住Balanced detectors 的兩偵測孔，檢查 x 和 y 分量有沒有相等；若沒有相 等，則調整WP 02（1/4 波片）讓 x 分量等於 y 分量，調整好後再把 Balanced detectors 的 BNC 接頭接回到 Current Preamplifier（SR 570）。
10. 再來我們調整 ND filter 並用 Power meter 檢查，大約 30 ~ 50 mW 的 pump beam 來校正光路。
11. 將 Antenna emitter（GaAs）拿掉，並將一個同高度的 Iris（令編號為 I 10）
放在Antenna emitter 的位置上，接著把雷射光通過 Object lens 後的最亮點對 在第一個Off-axis parabolic mirror 的焦點上（可以拿名片紙找看看最亮點在 哪？）。
12. 用名片紙找出第二及第三個 Off-axis parabolic mirrors 之間最亮點處，到時 Sample 就放在此位置。
13. 再用名片紙看看 Pellicle beam splitter（PBS）到 M 14 之間，probe beam 和 pump beam 彼此有沒有重合。若兩道光沒有重合，因 probe beam 的光點很 小，我們將probe beam 的光點當作是 Iris 的小孔，接著調整第三及第四個
Off-axis parabolic mirrors 讓 pump beam 的光點通過 probe beam 的光點，調 整數次讓兩道光彼此重合。
14. 當光路校正完後，我們再調 ND filter 讓 pump beam 通過 ND filter 後的光強 度為300 mW。
15. 把對光路用的 I 10 和 Object lens 拿掉，讓 pump beam 射入 Antenna emitter
（GaAs）兩電極及天線背後 hemispherical silicon lens 的正中心，並檢查 hemispherical silicon lens 的虛焦點是否位在第一個 Off-axis parabolic mirror 的焦點上。
16. 接著放回 Object lens（電極上之光點不能移動），並對焦 Object lens 使雷射 光斑變小。
17. 打開 Chopper controller，將頻率調整在 1.6 kHz。
18. 將天線電極之 BNC 接頭接上 DC Power supply，加偏壓至 100 V（一般對砷 化鎵來說，外加電場值約為5 kV/cm；換算可知道若偏壓加 100V，而天線 電極寬度為500 μV，則電場為 2 kV/cm），但若把 pump beam 擋住或是關掉 Chopper 則實際上外加的偏壓值約為 180V，這是因為整體電阻的影響。
19. 打開 Lock-in amplifier（SR 830）及 Current Preamplifier（SR 570）並調整 SR830 的 Sensitivity Up and Sensitivity Down 讓訊號值看得到，但要注意別 調太小，以免訊號值爆表損壞儀器。
20. 開啟 Stepping motor controller 及 Computer 桌面上的 THz labview 程式，選定 x（x 或 R）及設定好儲存檔案位置（例：E:\temp\20081219）；接著設好Stepping motor 每一步的距離及步數後，開始進行掃描。
21. 找到訊號後，將 Stepping motor 鎖定在訊號的最高峰值，調整 Antenna emitter 三維平台之微調及Object lens 三維平台之微調，讓訊號值達到最大；並檢查 訊號寬度是否為4~6 ps，若寬度太大則重新檢查 hemispherical silicon lens 和 Object lens 是否有對焦到正確位置（寬度太大的話，時域訊號轉成頻域訊號 後會偏低頻部份，因此效果不好）。
22. 找到時間零點後，再把樣品放入樣品座上，調整樣品座的三維平台之微調，
讓訊號值達到最大；另外，我們也旋轉Electro-optical crystal（ZnTe）找到 ㄧ個訊號的最大值。
23. 打開氮氣瓶讓實驗裝置裡的濕度降低至 20%左右。
24. 開始掃描訊號，並將實驗數據紀錄下來，用 OriginPro 7.5 分析其結果。
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