Prototyp elektronicznej jednostki sterującej został zbudowany z myślą o wydajniejszej i niezawodnej akwizycji danych. Urządzenie składa się z cyfrowego generatora sygnału sinusoidalnego ze znacznikiem czasu i wzmacniaczem. Ze względu na ograniczony budżet, zastosowano wyzwalanie bezczujnikowe – bazując na zależności czasowej od sygnału sinusoidalnego głośnika.
Zdjęcie części optycznej układu opóźniającego (retroreflektor zintegrowany z głośnikiem, pełniącym funkcję modulatora oraz krawędzie pryzmatu)
Do szybkiego prototypowania wykorzystany został nowoczesny mikrokontroler ze zintegrowanym przetwornikiem cyfrowo-analogowym. Zasada działania generatora jest następująca: szybki mikrokontroler pozwala na bezpośrednią syntezę sygnału sinusoidalnego i jednocześnie na generowanie dodatkowego impulsu wyzwalającego. Relacja czasowa pomiędzy dwoma sygnałami jest precyzyjnie określona i stabilna nawet podczas długotrwałej pracy. Sygnał wyzwalający jest podłączony do wzmacniacza Lock-in. To urządzenie posiada funkcjonalność, pozwalającą pracować mu jako przetwornik analogowo-cyfrowy, więc rozpoczęcie próbkowania może być precyzyjnie wyzwolone zewnętrznym sygnałem TTL. Kiedy analogowy sygnał sinusoidalny osiąga membranę głośnika z początkiem sinusoidy, rozpoczyna się zbieranie danych. W tym czasie 7 membran przemieszcza się na zadanym dystansie (ang. excursion). W celu objęcia całego przebiegu impulsu terahercowego, użyty głośnik ma stosunkowo duże wychylenie, a co za tym idzie szeroką skalę czasową.
Na rysunku poniżej przedstawiamy porównanie wyników uzyskanych za pomocą poprzedniej wersji układu (górny wiersz) oraz z ulepszonym detektorem (dolna linia). Rozdzielczość przestrzenna została poprawiona, zatem możliwe stało się zastosowanie wyższej częstości próbkowania.
Wynik charakteryzacji maski SPP wydrukowanej w 3D, a-c) mapa natężenia wiązki wirowej THz (detektor z soczewką silikonową), b-d) rozkład fazowy wiązki. Dolny rząd przedstawia mapy uzyskane za pomocą ulepszonej wersji detektora
We wcześniejszej wersji pomiar zajął 9 godzin, po wprowadzeniu zmian – 4 godziny, dodatkowo z dwukrotnie polepszoną rozdzielczością. W centrum obrazu c) widoczna jest plamka o małym natężeniu, również na rysunku d) występuje azymutalny gradient fazowy, którego maksymalna amplituda wynosi około 3.12 – wartość bliska π. Uzyskane wyniki potwierdzając więc otrzymanie terahercowej wiązki wirowej o ładunku q=1.
