THz雙光柵繞射輻射器件高頻系統(tǒng)研究.pdf

1、THz波所具有的獨特性質(zhì)，使其在諸多領(lǐng)域都擁有著巨大的發(fā)展前景，被譽為改變未來世界的十大技術(shù)之一，被認為是下一代IT產(chǎn)業(yè)的基礎(chǔ)。THz波段是人類完全認識和利用的最后一個電磁輻射頻段，也被稱為“THz空隙”(THz Gap)。但是，由于缺乏有效可行的THz輻射源以及檢測手段，使得目前THz技術(shù)的發(fā)展和應(yīng)用受到很大的局限。相對于利用半導體材料等其它技術(shù)產(chǎn)生THz波， THz真空電子器件有望在提供較高輸出功率的同時保持緊湊結(jié)構(gòu)。而基于光柵結(jié)構(gòu)

2、的繞射輻射振蕩器件正是一種新型的THz波輻射源器件，由于兼有結(jié)構(gòu)緊湊、頻率覆蓋廣、工作電壓低及易加工等特點，受到高度的關(guān)注，已成為THz輻射源器件中的熱點研究領(lǐng)域。
　　論文在總結(jié)了THz繞射輻射源器件發(fā)展現(xiàn)狀的基礎(chǔ)上，針對雙開槽型的雙光柵繞射輻射振蕩器結(jié)構(gòu)進行了深入的研究。首先，利用矩形波導諧振腔理論對振蕩器的開放式諧振腔結(jié)構(gòu)進行了分析，并利用數(shù)值計算對其進行了驗證與進一步的研究，給出了一組針對三倍波長深度光柵槽結(jié)構(gòu)的修正公式。

3、其次，對繞射輻射振蕩器中兩種工作模式的工作條件進行了分析，并對雙光柵各結(jié)構(gòu)參數(shù)對其色散特性的影響進行了研究。
　　最后，在以上分析與計算的基礎(chǔ)上設(shè)計了300GHz雙開槽型雙光柵繞射輻射振蕩器的結(jié)構(gòu)及工作參數(shù)，并利用三維粒子仿真軟件進行了數(shù)值計算與優(yōu)化。通過分析振蕩器的數(shù)值計算結(jié)果，可以看出:300GHz雙開槽型雙光柵繞射輻射振蕩器在保持了結(jié)構(gòu)緊湊的前提下，所產(chǎn)生的300GHz連續(xù)輸出信號具有很好的頻率單一性及穩(wěn)定性，達到了瓦級的功