Dissertations / Theses on the topic 'Analog beams'
Create a spot-on reference in APA, MLA, Chicago, Harvard, and other styles
Consult the top 24 dissertations / theses for your research on the topic 'Analog beams.'
Next to every source in the list of references, there is an 'Add to bibliography' button. Press on it, and we will generate automatically the bibliographic reference to the chosen work in the citation style you need: APA, MLA, Harvard, Chicago, Vancouver, etc.
You can also download the full text of the academic publication as pdf and read online its abstract whenever available in the metadata.
Browse dissertations / theses on a wide variety of disciplines and organise your bibliography correctly.
Ito, Bennett T. (Bennett Takeo) 1982. "Stabilizing the ball on beam system with analog feedback." Thesis, Massachusetts Institute of Technology, 2004. http://hdl.handle.net/1721.1/32805.
Full textIncludes bibliographical references (p. 45).
A mechanical ball on beam system was stabilized to demonstrate the capabilities of control systems. This demonstration system is intended for use in control theory classes such as 6.011 Introduction to Communication, Control, and Signal Processing, 6.302 Feedback Systems, and 6.003 Signals and Systems. Control of this unstable system is achieved through classical control methods taught in 6.302. The compensators are implemented in analog circuitry. The system was successfully demonstrated in a 6.011 lecture (April 5, 2004). A lab kit system was designed for future 6.302 students.
by Bennett T. Ito.
S.B.
Nielson, Mark William. "Analog Adaptive Calibration for Arbitrary Phased Array Configuration." BYU ScholarsArchive, 2019. https://scholarsarchive.byu.edu/etd/7132.
Full textBjörkqvist, Oskar. "Analog Front End Development for the Large Hadron Collider Interlock Beam Position Monitor Upgrade." Thesis, KTH, Skolan för elektroteknik och datavetenskap (EECS), 2019. http://urn.kb.se/resolve?urn=urn:nbn:se:kth:diva-253207.
Full textDet system som mäter partikelstrålens position och ansvarar för att extraktion avdenna kan ske under säkra och pålitliga former i Large Hadron Collider (LHC) heterLHC interlock beam position monitor (BPM) och är en viktig del av LHC:s maskinskydd.Det nuvarande system som utför dessa mätningar har vissa begransningaroch till följd av detta har en uppgradering av systemet påbörjats. Detta examensarbetebeskriver utvecklingen av den elektronik som kommer att användas i systemetsanaloga signalkedja som består i huvudsak av ett filter samt en balanserad effektdelareför radiofrekvenser.Filtret har utvärderats genom verkliga mätningar av partikelstrålen och har konstateratsfungera som väntat. Mer arbete krävs dock för att bestämma påverkansom filtret självt har på positionsmätningarna då det introducerar en viss ringandeeffekt på signalerna. Den balanserade effektdelaren har testats i lab och visar ocksåpå lovande resultat men kräver tester över längre tid då denna komponent kommeratt behöva utstå höga signalnivåer under långa tidsperioder.
Joshi, Rimesh M. "Analog and Digital Array Processor Realization of a 2D IIR Beam Filter for Wireless Applications." University of Akron / OhioLINK, 2012. http://rave.ohiolink.edu/etdc/view?acc_num=akron1326776749.
Full textBeruwawela, Pathiranage Paboda Viduneth Ariyarathna. "Scanned/Multi-Beam Aperture Array Processing using a Combined Analog IC and Digital Systems Approach." University of Akron / OhioLINK, 2016. http://rave.ohiolink.edu/etdc/view?acc_num=akron1460026559.
Full textRenkoski, Timothy Eli. "Study of a high frequency electro-optic beam deflector utilizing reflection-based velocity matching /." free to MU campus, to others for purchase, 2004. http://wwwlib.umi.com/cr/mo/fullcit?p1422958.
Full textSciacca, Francesco G. P. "Analogue readout and signal processing for micro strip gas chambers of the compact muon solenoid at LHC." Thesis, Imperial College London, 1999. http://ethos.bl.uk/OrderDetails.do?uin=uk.bl.ethos.391719.
Full textAlmehmadi, Fares Saleh S. "Secure Chaotic Transmission of Digital and Analog Signals Under Profiled Beam Propagation in Acousto-Optic Bragg Cells with Feedback." University of Dayton / OhioLINK, 2015. http://rave.ohiolink.edu/etdc/view?acc_num=dayton1426781250.
Full textTeklemariam, Daniel Mekonnen, and Bennie Hamunzala. "Design of Thick Concrete Beams : Using Non-Linear FEM." Thesis, KTH, Bro- och stålbyggnad, 2016. http://urn.kb.se/resolve?urn=urn:nbn:se:kth:diva-189141.
Full textDe experimentella studier som utförts på tjocka betongbalkar som utsätts för statisk last har visat att skjuvning spelar en viktig roll i brottmekanismen. Syftet med detta examensarbete är att rekommendera lämpliga dimensioneringsmetoder för tjock betongbalkar utsatt for statisk koncentrerad last enligt Eurokod 2 med hjälp av ickelinjära finita element metod. Abaqus/Explicit användes genom att utnyttja konstitutiva materialmodeller för att fånga materialens icke-linjäritet och minskad styvhet. Tre dilatationsvinklar (30°, 38° och 45°) och två brottenergi från FIB 1990 (76 N/m) och FIB 2010 (142 N/m) tillämpas för att kontrollera deras inverkan på FE-modellerna. Dilatationsvinkel med 38° och FIB 2010 med högre brottenergi valdes i de icke-linjära finita elementanalyserna. Kontroll av FE-modellerna är baserad på ”American Concret Institutes” experimentella resultat på de tjocka betongbalkarna. Handberäkningar av tjocka betongbalkar har utförts i brott- och bruksgränstillstånd med tre dimensioneringsmetoder i Eurokod 2 nämligen balk metoden, fackverksmetoden och linjära-FE skalelementmetoden. Jämförelse har gjorts för de olika dimensioneringsmetoderna, genom att använda de armeringsdetaljer av handberäkningar i de verifierade och kalibrerade icke linjära FE-modellerna i Abaqus/Explicit. Resultaten i fråga är last för 0.3 mm handberäknad sprikvidd, FE-last för 0.3 mm sprikvidd, armeringsmängd och FE-brottlast. Jämförelse av resultaten mellan de tre dimensioneringsmetoder (balkmetod, fackverksmetod och skalelementmetod) visar att fackverksmetod är bättre design metod, eftersom det är relativt ekonomiskt med avseende på armeringsmängd, har högre lastkapacitet och last på 0.3 mm sprickvidd.
Miller, William H. "Analog Implementation of DVM and Farrow Filter Based Beamforming Algorithms for Audio Frequencies." University of Akron / OhioLINK, 2018. http://rave.ohiolink.edu/etdc/view?acc_num=akron1531951902410037.
Full textLeask, Peter John. "Probing nuclear molecular analogue states in carbon, boron and beryllium isotopes." Thesis, University of Birmingham, 2000. http://ethos.bl.uk/OrderDetails.do?uin=uk.bl.ethos.369340.
Full textHosseini, Rahimeh, and Anita Nolsjö. "The effect of reinforcement configuration on crack widths in concrete deep beams." Thesis, KTH, Betongbyggnad, 2017. http://urn.kb.se/resolve?urn=urn:nbn:se:kth:diva-208709.
Full textArmerade höga betongbalkar är kända för tillämpningar i höga byggnader, grundsulor och offshore konstruktioner. Höga balkar är konstruktionselement med längd och höjd i samma storleksordning och har betydligt mindre tjocklek jämfört med en konventionell betongbalk. Höga balkar i böjning har en icke-linjär töjningsfördelning jämfört med konventionella balkar där Bernoullis hypotes gäller. Sprickbildning är ett vanligt problem i armerade betongkonstruktioner, vilket minskar beständigheten hos konstruktionen. När betongbalken spricker kommer armeringen att ta upp dragkraften istället för betongen därför är utformningen av böjarmering viktig eftersom bruksgränstillståndet bör behållas även efter att konstruktionen spricker. Sprickvidderna kan begränsas genom att använda korrekt armering och ett alternativ är att kombinera kraftarmering med sprickarmering. Armeringens funktion är att sprida ut sprickorna över tvärsnittet vilket leder till att många små sprickor uppkommer i stället för färre, bredare sprickor. Små sprickor ses som ett mindre problem jämfört med stora sprickor eftersom större sprickor minskar beständigheten avsevärt. För höga balkar finns det för närvarande ingen välunderbyggd analysmodell för hur sprickvidder ska beräknas när de har armering i flera lager och med olika diametrar. Användningen av sprickarmering har traditionellt ansetts vara ett kostnadseffektivt sätt att uppnå små sprickvidder. I detta arbete har sprickvidden i höga balkar analyserats med hjälp av finita elementprogrammet Atena 2D. De numeriska resultaten har verifierats med analytiska beräkningar baserade på Eurokod 2. Syftet är att uppnå reducerade sprickvidder genom att analysera kombinationen av sprick- och kraftarmering jämfört med fallet med endast kraftarmering. Kraftarmeringen har en större diameter, till exempel ø25 mm och sprickarmering har mindre diametrar, ofta mellan ø10 och ø16 mm. Resultaten från beräkningarna i Atena visade att sprickvidderna minskade vid användning av sprickarmering i kombination med kraftarmering jämfört med användning av endast kraftarmering. Denna förbättring minskade emellertid i och med användning av armering i flera lager. En kraftarmeringsstång 1ø25 mm behöver ersättas med ungefär sex sprickarmeringsstänger, 6ø10 mm, för att uppnå samma totala armeringsarea. Den största nackdelen var att det krävdes mer utrymme för att placera alla sprickarmeringsstänger i tvärsnittet, vilket minskade hävarmen. Minskningen av hävarmen medförde en reducerad kapacitet i armeringen och sprickorna blev bredare än förväntat. Vidare erhölls signifikant reduktion av både sprickvidder och armeringsspänningar när den totala arean för ett fall med 7ø25 mm ökades till 9ø25 mm. Den ökade totalarean av endast kraftarmeringsstänger ø25 mm minskade sprickvidden mer jämfört med att använda en kombination av sprick- och kraftarmering vilket skulle kunna förenkla byggarbetet på byggarbetsplatser och minimera tidsförbrukningen.
Greenlee, Jordan Douglas. "Study of cation-dominated ionic-electronic materials and devices." Diss., Georgia Institute of Technology, 2014. http://hdl.handle.net/1853/53401.
Full textArakaki, Haroldo. "Instrumentação eletrônica de apoio para um sistema de epitaxia por feixes moleculares." Universidade de São Paulo, 1994. http://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/54/54132/tde-06102008-114423/.
Full textIn this work is presented the development of electronic instrumentation for automation and control of a Molecular Beam Epitaxy semiconductor growth system. A variety of analog and digital instrumentation circuits have been designed and implemented, including a data acquisition and control system based on a Z-80 CPU, which controls some multiplexed digital and analog interfaces and talks to a microcomputer using serial communication. Other circuits have been also developed, including analog temperature controllers, stepper motor actuators and circuits for signal conditioning.
Nádvorník, Ondřej. "Návrh mostní konstrukce na rychlostní komunikaci." Master's thesis, Vysoké učení technické v Brně. Fakulta stavební, 2013. http://www.nusl.cz/ntk/nusl-226420.
Full textRoček, Tomáš. "Nosná železobetonová konstrukce bytového domu." Master's thesis, Vysoké učení technické v Brně. Fakulta stavební, 2018. http://www.nusl.cz/ntk/nusl-371956.
Full textKarlsson, Evelina. "Dimensionering av höga balkar av armerad betong : En jämförelse mellan EK2, BBK, laboratorieförsök och ATENA 2D." Thesis, Luleå tekniska universitet, Institutionen för samhällsbyggnad och naturresurser, 2020. http://urn.kb.se/resolve?urn=urn:nbn:se:ltu:diva-81429.
Full textTabatabaei, Araghi Pedram. "Seismic analysis of concrete structures within nuclear industry." Thesis, KTH, Betongbyggnad, 2014. http://urn.kb.se/resolve?urn=urn:nbn:se:kth:diva-147215.
Full textI stora delar av världen har jordbävningar alltid varit ett hot för byggnaders integritet. Karaktären av en jordbävning är plötslig och föranleds av små eller inga varningar. Om jordbävningen medför att byggnader kollapsar sker ofta stora förluster av människoliv direkt eller indirekt. Kärnkraftsverk är anläggningar som dimensioneras för att klara jordbävningar och ska kunna gå till säker avställning vid en sådan händelse. Syftet med föreliggande rapport är att presentera hur betongkonstruktioner dimensioneras för jordbävning enligt Eurokod 8. Rapporten redogör även för skillnader mellan att dimensionera enligt Eurokod 8 och DNB (Dimensionering av nukleära byggnadskonstruktioner) samt hur det slår att använda Eurokod med svenska seismiska förhållanden. Laster och lastkombinationer som används vid jordbävningsdimensionering av betongbyggnader är presenterad enligt både Eurokod och DNB. Ett exempel presenteras för att visa hur primära balkar och pelare med hög duktilitetsklass (DCH) dimensioneras för seismisk påverkan. En fallstudie av en nukleär byggnad från ett internationellt projekt, SMART2013, har använts för att analysera och utvärdera resultaten från Eurokod och DNB. Byggnaden har analyserats med finita element med programvaran FEM Design. Modellens riktighet har verifierats genom att jämföra bland annat egenfrekvenser med de från officiella rapporter från SMART2013. Byggnaden är analyserad för seismisk last enligt svenska förhållanden med markresponsspektra 10-5, och primära balkar och pelare har analyserats och utvärderats enligt både Eurokod och DNB.
Sienkiewicz, Magdalena. "Méthodologie de localisation des défauts soft dans les circuits intégrés mixtes et analogiques par stimulation par faisceau laser : analyse de résultats des techniques dynamiques paramétriques." Thesis, Bordeaux 1, 2010. http://www.theses.fr/2010BOR14028/document.
Full textThis thesis deals with Soft failure localization in the analog and mixed mode Integrated Circuits (ICs) by means of Dynamic Laser Stimulation techniques (DLS). The results obtained using these techniques are very complex to analyze in the case of analog and mixed ICs. In this work we develop a methodology which facilitates the analysis of the laser mapping. This methodology consists on combining the experimental results (laser mapping) with the electrical simulations of laser stimulation impact on the device. The influence of photoelectric and thermal phenomena on the IC (transistor level) has been modeled and simulated. The methodology has been validated primarily on test structures before being used on complex Freescale ICs existing in commerce
Engelmann, Michael. "Spannglasträger – Glasträger mit vorgespannter Bewehrung." Doctoral thesis, Saechsische Landesbibliothek- Staats- und Universitaetsbibliothek Dresden, 2017. http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bsz:14-qucosa-229676.
Full textGlass and concrete share essential material characteristics: Their compressive strength exceeds their tensile strength considerably and both of them fail in a brittle manner. This analogy led to the development of reinforced glass beams, which are improved by means of adhesively bonded steel sections in the tensile zone. This improvement allowed for a direct transfer of tensile loads in a post-breakage state and resulted in a ductile structural element, which met the special demand of structural glass for a sufficient residual loadbearing capacity. Glass beams with unbonded, post-tensioned reinforcement – Spannglass Beams – carry this analogy concept on. The members will comprise an increased initial fracture strength and may be uplifted intentionally. This development has rendered the need for over-dimensioning by removing unnecessary sacrificial layers, which will result in a material efficient structure and will maximise transparency. Solely single exploratory investigations have used this idea in a wide variety of options so far. There is neither a uniform classification nor a consistent nomenclature. Furthermore, available results are limited to the concise description of the short-term load-bearing properties without proving the residual load-bearing capacity explicitly and confirming longterm durability. This thesis describes the development and the application of a nomenclature for reinforced and pre-compressed glass beams in an analogy study according to Eurocode 2. The state of technology can be characterised in this manner. Additionally, the research describes the load-bearing behaviour as well as the calculation of the loss of pre-stress of Spannglass Beams by analogy with concrete structures. As the key section of this thesis, this statement is examined by means of comprehensive experimental studies and completed by a numerical calculation. Primarily, the load-bearing behaviour of 15 specimens in short-term bending tests and a variety of reinforcement ratios and pre-stress levels were determined. The results show an increase of initial fracture strength as well as safe behaviour after failure. The pre-stress changes the load-bearing performance significantly. Furthermore, a non-destructive study including a constant loading for 1000 h describes the loss of pre-stress in 28 specimens for the first time. The horizontal deflection and the thus resulting shear stresses of the interlayer material of a laminated glass section are the critical parameters. From the magnitude of losses it may be concluded that the deflections need to be limited and the interlayer foils need to be relieved from stress. Moreover, the structural response during a change in temperature is in good agreement with the results obtained from linear beam theory. This allows for an estimation of the associated losses. Finally, a specifically developed test approach confirms the residual load-bearing capacity of 24 specimens. The reinforcement shows the ability to bridge cracks in the glass. However, it should be noted that pre-stress occasionally causes an early failure of the partially broken Spannglass cross-section. Therefore, intensifying the development of structural details in order to generate an increased advantage concerning safety is recommended. This contribution contains a systematic acquisition of analytical, experimental and numerical data regarding the loadbearing characteristics of Spannglass Beams for the first time. The use of a sacrificial layers is not necessary. Even more, to reach the most effective load-bearing behaviour, it is necessary to abandon them completely. Implementing the developed nomenclature, realising the recommended structural provisions and using the proposed methods, it is now possible to compose safe and durable Spannglass Beams as well as prove their structural efficiency
Kasvayee, Keivan Amiri. "On the deformation behavior and cracking of ductile iron; effect of microstructure." Doctoral thesis, Tekniska Högskolan, Högskolan i Jönköping, JTH, Material och tillverkning, 2017. http://urn.kb.se/resolve?urn=urn:nbn:se:hj:diva-36852.
Full textDenna avhandling fokuserar på effekten av variationer i mikrostrukturen på mekaniska egenskaper och deformationsbeteende hos segjärn. För att undersöka dessa effekter, två olika sorter av segjärn, (i) GJS-500-7 och (ii) högkisellegerad GJS-500-14, gjutits till plattor av olika tjocklekar för att generera mikrostrukturvariationen. Mikrostrukturundersökning, samt drag- och hårdhetsprov gjordes på de gjutna plattorna. Resultaten visade att en högre ferritfraktion, grafitpartikelantal och sträckgräns i den högkisellegerade GJS-500-14-sorten jämfört med GJS-500-7. För att studera förhållandet mellan mikrostrukturell variation och spännings-töjningsbeteendet på makroskala, modellerades detta med hjälp av Ludwigson-ekvationen. De erhållna spännings-töjningsegenskaperna modellerades baserat på mikrostrukturell karaktäristika genom multipel linjärregression och variansanalys (ANOVA). Modellerna visade att kiselhalt, grafitpartikelantal, ferritfraktion och porfraktion var de viktigaste bidragande faktorerna. Modellerna implementerades i ett simuleringsprogram för gjutningsprocessen. Resultatet från simuleringen validerades med hjälp av experimentella data som inte ingick i underlaget för regressionsanalysen. Detta möjliggjorde att prediktera spännings-töjningsbeteendet och dess variation hos gjutna segjärns komponenter med liknande sammansättning och gjutna tjocklekar som användes i denna studie. För att kunna undersöka deformationsbeteendet på mikroskala utvecklades en metod för kvantitativ mätning av töjning i mikrostrukturen, genom DIC-tekniken (digital image correlation) tillsammans med in-situ dragprovning. I denna metod utvecklades en grop-etsningsprocess för att generera ett slumpvis prickmönster, vilket möjliggjorde DIC-töjningsmätning i matrisen och i området mellan grafitpartiklarna med tillräcklig upplösning. Metoden validerades genom benchmarking av den uppmätta sträckgränsen mot materialets makroskopiska sträckgräns mätt med konventionell dragprovning. Det mikrostrukturella deformationsbeteendet under dragbelastning karakteriserades. Under elastisk deformation avslöjade töjningsmönstret en heterogen töjningsfördelning i mikrostrukturen, och bildandet av skjuvband mellan grafitpartiklar. Sprickbildning initierades vid låg spänning och redan vid de spänningsnivåer som ligger vis ”knät” på dragprovningskurvan, vilket indikerar energidissipering genom både begynnande plastisk deformation och sprickbildning. Den lokala töjningen vis sprickinitiering skedde då den lokala töjningen översteg 2%, vilket indikerar att detta skulle kunna vara en tröskelnivå för den töjning som erfordras för initiering av mikro-sprickor. En kontinuum Finita Element (FE) modell utvecklades för att prediktera töjningen hos ett segjärn och dess fördelning i segjärns mikrostruktur. Materialparametrarna för denna modell optimerades genom att anpassa parametrarna i Ramberg-Osgood ekvationen. De predikterade töjningsfördelningarna jämfördes med de experimentell uppmätta töjningsmönstren uppmätta med DIC, både kvalitativt och kvantitativt. Töjningsmönstren överensstämde i stor utsträckning, vilket resulterade i att modellerna kunde anses vara validerade på mikronivå. För att kunna mäta töjningsmönster under dynamiska förlopp på mikronivå utvecklades en metod för att skapa prickmönster och att utföra in-situ CT provning i ett svepeletronmikroskop (SEM). Prickmönstret skapades genom avverkning med en fokuserad jonstråle (FIB), och provades på det ferritiska segjärnet (GJS-500-14 grad). Resultaten visade att maximal töjningskoncentration fanns i närheten av mikrosprickorna, framförallt framför sprickspetsen.
"High-Speed Low-Power Analog to Digital Converter for Digital Beam Forming Systems." Doctoral diss., 2017. http://hdl.handle.net/2286/R.I.44261.
Full textDissertation/Thesis
Doctoral Dissertation Electrical Engineering 2017
Baleh, Cherif. "Analytical correlation with the results of precast walls shaking table tests using beam analogy technique." 1987. http://catalog.hathitrust.org/api/volumes/oclc/17370026.html.
Full textTypescript. eContent provider-neutral record in process. Description based on print version record. Includes bibliographical references (leaves 115-118).
Allodi, Marco Alberto. "On Ultrafast Time-Domain TeraHertz Spectroscopy in the Condensed Phase: Linear Spectroscopic Measurements of Hydrogen-Bond Dynamics of Astrochemical Ice Analogs and Nonlinear TeraHertz Kerr Effect Measurements of Vibrational Quantum Beats." Thesis, 2015. https://thesis.library.caltech.edu/8949/10/marco_allodi_thesis_2015.pdf.
Full textMuch of the chemistry that affects life on planet Earth occurs in the condensed phase. The TeraHertz (THz) or far-infrared (far-IR) region of the electromagnetic spectrum (from 0.1 THz to 10 THz, 3 cm-1 to 300 cm-1, or 3000 μm to 30 μm) has been shown to provide unique possibilities in the study of condensed-phase processes. The goal of this work is to expand the possibilities available in the THz region and undertake new investigations of fundamental interest to chemistry. Since we are fundamentally interested in condensed-phase processes, this thesis focuses on two areas where THz spectroscopy can provide new understanding: astrochemistry and solvation science. To advance these fields, we had to develop new instrumentation that would enable the experiments necessary to answer new questions in either astrochemistry or solvation science. We first developed a new experimental setup capable of studying astrochemical ice analogs in both the TeraHertz (THz), or far-Infrared (far-IR), region (0.3 - 7.5 THz; 10 - 250 cm-1) and the mid-IR (400 - 4000 cm-1). The importance of astrochemical ices lies in their key role in the formation of complex organic molecules, such as amino acids and sugars in space. Thus, the instruments are capable of performing variety of spectroscopic studies that can provide especially relevant laboratory data to support astronomical observations from telescopes such as the Herschel Space Telescope, the Stratospheric Observatory for Infrared Astronomy (SOFIA), and the Atacama Large Millimeter Array (ALMA). The experimental apparatus uses a THz time-domain spectrometer, with a 1750/875 nm plasma source and a GaP detector crystal, to cover the bandwidth mentioned above with ~10 GHz (~0.3 cm-1) resolution.
Using the above instrumentation, experimental spectra of astrochemical ice analogs of water and carbon dioxide in pure, mixed, and layered ices were collected at different temperatures under high vacuum conditions with the goal of investigating the structure of the ice. We tentatively observe a new feature in both amorphous solid water and crystalline water at 33 cm-1 (1 THz). In addition, our studies of mixed and layered ices show how it is possible to identify the location of carbon dioxide as it segregates within the ice by observing its effect on the THz spectrum of water ice. The THz spectra of mixed and layered ices are further analyzed by fitting their spectra features to those of pure amorphous solid water and crystalline water ice to quantify the effects of temperature changes on structure. From the results of this work, it appears that THz spectroscopy is potentially well suited to study thermal transformations within the ice.
To advance the study of liquids with THz spectroscopy, we developed a new ultrafast nonlinear THz spectroscopic technique: heterodyne-detected, ultrafast THz Kerr effect (TKE) spectroscopy. We implemented a heterodyne-detection scheme into a TKE spectrometer that uses a stilbazoiumbased THz emitter, 4-N,N-dimethylamino-4-N-methyl-stilbazolium 2,4,6-trimethylbenzenesulfonate (DSTMS), and high numerical aperture optics which generates THz electric field in excess of 300 kV/cm, in the sample. This allows us to report the first measurement of quantum beats at terahertz (THz) frequencies that result from vibrational coherences initiated by the nonlinear, dipolar interaction of a broadband, high-energy, (sub)picosecond THz pulse with the sample. Our instrument improves on both the frequency coverage, and sensitivity previously reported; it also ensures a backgroundless measurement of the THz Kerr effect in pure liquids. For liquid diiodomethane, we observe a quantum beat at 3.66 THz (122 cm-1), in exact agreement with the fundamental transition frequency of the υ4 vibration of the molecule. This result provides new insight into dipolar vs. Raman selection rules at terahertz frequencies.
To conclude we discuss future directions for the nonlinear THz spectroscopy in the Blake lab. We report the first results from an experiment using a plasma-based THz source for nonlinear spectroscopy that has the potential to enable nonlinear THz spectra with a sub-100 fs temporal resolution, and how the optics involved in the plasma mechanism can enable THz pulse shaping. Finally, we discuss how a single-shot THz detection scheme could improve the acquisition of THz data and how such a scheme could be implemented in the Blake lab. The instruments developed herein will hopefully remain a part of the groups core competencies and serve as building blocks for the next generation of THz instrumentation that pushes the frontiers of both chemistry and the scientific enterprise as a whole.