微納結(jié)構(gòu)光子器件及高效差頻太赫茲輻射源的研究.pdf

1、近年來，微納結(jié)構(gòu)材料在科研和生產(chǎn)領(lǐng)域展示出巨大的潛力。其中，基于液體材料填充的微結(jié)構(gòu)光纖(MOF)光子器件將光纖內(nèi)部的微結(jié)構(gòu)同材料自身的物理效應(yīng)有機結(jié)合起來，具有廣闊的應(yīng)用前景。與此同時，基于石墨烯(Graphene)和硫化鉛量子點(PbS QD)納米復(fù)合材料的光敏場效應(yīng)管，展示出高增益、高響應(yīng)度等特點，具有重大的理論和實際意義。此外，太赫茲(THz)輻射在基礎(chǔ)研究及工程應(yīng)用等領(lǐng)域都具有重要的研究價值，研制高轉(zhuǎn)換效率的THz差頻輻射源可

2、以大力推動THz技術(shù)的發(fā)展。
　　本文的主要內(nèi)容和創(chuàng)新點包括：
　　1.系統(tǒng)研究了MOF橫截面參數(shù)對液體填充MOF器件溫度靈敏度的影響。通過數(shù)值模擬確定在較大占空比、較小空氣孔層數(shù)以及較大入射光波長的條件下，系統(tǒng)的溫度敏感特性達到最佳。在實驗中，選用最為接近理想狀態(tài)的大占空比柚子型MOF，填充了不同體積比的混合溶液，得到其熱光響應(yīng)特性。
　　2.設(shè)計了基于混合液體填充的反射式MOF溫度傳感探頭。該裝置使得光源和探測器位

3、于溫度敏感區(qū)域同側(cè)，整個系統(tǒng)更為緊湊。通過調(diào)節(jié)溶液配比拓展了溫度傳感探頭的工作范圍。
　　3.制備了基于Graphene-PbS QD復(fù)合材料的光敏場效應(yīng)管，在光照條件下測量了該器件的響應(yīng)度、光譜響應(yīng)特性及瞬態(tài)響應(yīng)特性。并首次建立了上述光敏場效應(yīng)管的響應(yīng)度函數(shù)模型，提出了過渡因子α的概念。根據(jù)α因子，可以清晰的描述光敏場效應(yīng)管在線性區(qū)、過渡區(qū)和飽和區(qū)的光電響應(yīng)特性，實驗數(shù)據(jù)與理論模型吻合得非常好。
　　4.設(shè)計了基于無粘合劑