研究目的
开发、测试并分析太赫兹辐射蝴蝶结谐振腔的性能，克服先前腔体几何结构的局限性并实现更高精细度。
研究成果
蝴蝶结腔实现了123的实测精细度和5.1×10^5的品质因数，在太赫兹频率下将先前结果翻倍。该装置通过最小化反馈和使用小入射角克服了以往几何结构的限制。未来改进可考虑采用薄膜塑料分束器等替代输入/输出耦合器，以避免反馈并实现高达158的更高精细度。
研究不足
主要限制在于当波导光栅（WGP）导线垂直定向时激光器的光学反馈（OF），这会导致共振峰展宽。以70°偏振角运行以最小化光学反馈，但由于额外的腔体损耗，精细度从理论最大值166降至123。若未进行吹扫，空气中的水蒸气吸收也会造成损耗。
1：实验设计与方法选择：
采用闭合光路设计了蝴蝶结腔（BTC），以线栅偏振器（WGP）作为输入/输出耦合器，配合平面镜和两个球面镜。该几何结构通过减小入射角来降低像差并保持镜面反射率。使用Finesse软件进行理论建模，预测腔体参数并模拟光谱。
2：样品选择与数据来源：
向腔体注入连续波2.55 THz量子级联激光器（QCL）辐射。该QCL安装在液氦恒温器中，工作温度为25 K。
3：55 THz量子级联激光器（QCL）辐射。该QCL安装在液氦恒温器中，工作温度为25 K。 实验设备与材料清单：
3. 实验设备与材料清单：设备包括QCL、离轴抛物面镜、半波片（HWP）、线栅偏振器（WGP和WGP2）、镀金镜面（平面与球面）、电动平移台、热释电传感器、斩波光束调制器、锁相放大器及氮气吹扫系统。材料包含500纳米厚金涂层及用于WGP的钨丝。
4：2）、镀金镜面（平面与球面）、电动平移台、热释电传感器、斩波光束调制器、锁相放大器及氮气吹扫系统。材料包含500纳米厚金涂层及用于WGP的钨丝。 实验流程与操作步骤：
4. 实验流程与操作步骤：将QCL光束准直后导入腔体，通过调节抛物面镜优化模式匹配条件。利用HWP和WGP2控制偏振方向，通过电动平移台调谐腔长，采用热释电传感器配合斩波调制或电流调制获取反射光谱。使用氮气吹扫腔体以减少水蒸气吸收。
5：数据分析方法：
将实验光谱与Finesse软件模拟结果对比，根据共振峰宽度计算Finesse值和品质因数Q，并通过拟合实验数据推导反射率等参数。
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Motorized Translation Stage
MTS25
Thorlabs Ltd.
Tuning the cavity length by moving the plane mirror to scan resonances.
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Quantum Cascade Laser
Laser source emitting continuous-wave radiation at 2.55 THz for injecting the bow-tie cavity.
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Wire Grid Polarizer
QWG/RT
QMC Instruments Ltd.
Input/output coupler for the cavity, reflecting light when polarization is parallel to wires and allowing coupling through leakage.
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Pyroelectric Sensor
QMC Instruments Ltd.
Detecting the reflected spectrum from the cavity for resonance analysis.
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Lock-in Amplifier
Acquiring the reflected spectrum with modulation techniques for signal demodulation.
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Half-Wave Plate
Rotating the linear polarization of the QCL beam to control the orientation injected into the cavity.
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Off-Axis Parabolic Mirror
Collimating the divergent QCL emission and focusing the beam for mode-matching with the cavity.
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Spherical Mirrors
Reflecting and focusing the beam within the bow-tie cavity to close the optical path.
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Plane Mirror
Reflecting the beam towards the spherical mirrors in the cavity setup.
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Chopper Beam Modulator
Modulating the beam for lock-in amplification in spectrum acquisition.
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Liquid Helium Cryostat
Cooling the QCL to operate at low temperatures (25 K).
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Low-Noise Current Driver
Driving the QCL in continuous-wave mode with stable current supply.
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