Terahertz time-domain spectroscopy systems were developed and used for the anaylsis and characterization of various materials. By using ultra-fast Ti:Sapphire and Er-doped fiber lasers, terahertz time-domain spectrometers of different configurations were constructed and tested. To increase the accuracy and sensitivity of the measurements, the systems were optimized for spectroscopic analysis.MBE grown nominally undoped epitaxial GaAs samples were used for the spectroscopic measurements. These samples were first charactrized by electrical measurements in order to check the accuracy of the terahertz time-domain experiments. We have shown that the terahertz time-domin spectroscopic techniques provides a quick way of the determining the real () and complex () components of the refractive index of material. In addition, we have investigated the photoexcitation dynamics of these GaAs samples. We have demonstrated that direct and photoexcited terahertz time-domain measurements give an estimate of the carrier densities and both the hole and electron mobility values with good precision. rninAn algorithm is developed to prevent the unwanted Fabry-Perot reflections which is commonly encountered in Terahertz Spectroscopy systems. We have performed terahertz time-domain transmission measurements on ZnTe <110> crystals of various thicknesses to test the applicability of this algorithm. We have shown that the algorithm developed provides a quick way of eliminating the ?etalon? reflections from the data. In addition, it is also shown that these ?etalon? effects can be used for the frequency calibration of terahertz time-domain spectrometers.

Zaman eksenli terahertz spektroskopi sistemleri geliştirildi ve malzeme belirlenmesinde ve analizinde kullanıldı. Ultra-hızlı Ti:Safir ve Erbium katkılı fiber lazerler yardımıyla kurulan farklı tiplerde zaman eksenli terahertz spektrometreleri test edildi. Sistemlerin spektroskopik analiz için optimizasyonu yapılarak ölçümlerin duyarlılığı arttırldı.Moleküler hüzme epitaksi yöntemi ile üretilen, katkılanmamış yarı-iletken GaAs örneklerinin spektroskopik ölçümleri yapıldı. Bu örnekler önce elektriksel ölçümlerle karakterize edildi ve zaman eksenli terahertz spektroskopisi sonuçlarıyla karşılaştırıldı. Böylece spektroskopic ölçümlerin duyarlılığı ve elektriksel ölçümlerle olan tutarlılığı analiz edildi. Ek olarak, laserle uyarılmış GaAs örneklerinin özellikleri çalışıldı. Bu çalışmalarda, vizaman eksenli terahertz spectroskopi yöntemlerinin çeşitli malzemelerin reel () ve kompleks () kırılma indislerinin kolayca belirlenmesine olanak sağladığı gösterildi. Bunlara ek olarak, lazerle uyarılmış ya da uyarılmamış örnekler için yapılan zaman eksenli terahertz ölçümleri ile yük yoğunluklarının, elektron ve deşik mobilitelerinin hesaplanabileceği gösterildi. rninTerahertz sistemlerinde sıklıkla karşılaşılan istenmeyen Fabry-Perot yansımalarını önlemek amacıyla yazılan algoritma ile spektroskopi ölçümlerinde numerik ilerleme sağlandı. Değişik kalınlıklardaki ZnTe <110> kristallerinin zaman eksenli terahertz geçirgenlik verileri alınarak algoritma test edildi ve algoritmanın bu ?etalon? etkilerinin verilerden kaldırılmasında hızlı bir yöntem olduğu gösterildi. Ayrıca bu ?etalon? etkilerinin terahertz spektrometrelerin frekans kalibrasyonunda kullanılabileceği deneysel olarak gösterildi.