Si-GaAs光電導(dǎo)天線輻射高功率THz波的研究.pdf

1、THz波介于微波和紅外光之間，屬于遠(yuǎn)紅外波段。THz波的獨(dú)特性給天文學(xué)、電子對(duì)抗、電磁武器、雷達(dá)、寬帶通信、生化物的檢查、無損檢測(cè)、醫(yī)學(xué)成像等領(lǐng)域帶來了深遠(yuǎn)的影響。然而，由于缺乏高功率THz輻射源嚴(yán)重制約了THz技術(shù)的發(fā)展。
　　本文簡(jiǎn)述了THz電磁波的特性、產(chǎn)生方法以及探測(cè)技術(shù)。重點(diǎn)闡述了光電導(dǎo)天線產(chǎn)生THz波的研究現(xiàn)狀，分析了現(xiàn)有理論和實(shí)驗(yàn)方面存在的問題。本文主要研究如何提高光電導(dǎo)天線產(chǎn)生THz的輻射功率，研究?jī)?nèi)容包括以下幾個(gè)

2、方面:
　　實(shí)驗(yàn)方面:采用摻鉺(Er)光纖鎖模激光器觸發(fā)半絕緣砷化鎵(SI-GaAs)光電導(dǎo)偶極天線，用(110)取向的碲化鋅(ZnTe)電光晶體進(jìn)行探測(cè)，測(cè)試了金/鍺/鎳(Au/Ge/Ni)、鈦/金(Ti/Au)兩種電極材料的電流-電壓(I-V)特性，以及電極間電場(chǎng)場(chǎng)強(qiáng)的分布特性。實(shí)驗(yàn)表明:大光斑覆蓋電極觸發(fā)Au/Ge/Ni歐姆電極的光電導(dǎo)天線可以輻射出較強(qiáng)的THz電磁波。
　　工藝方面:用Au/Ge/Ni合金作為天線的電

3、極材料，并對(duì)其進(jìn)行了圓角處理。并采用氮化硅(Si3N4)及新型有機(jī)硅凝膠雙層絕緣固態(tài)透明介質(zhì)對(duì)天線進(jìn)行絕緣保護(hù)等耐壓設(shè)計(jì)，將天線的耐壓強(qiáng)度提高到100 kV/cm（遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于真空擊穿強(qiáng)度30kV/cm），極大地提高了光電導(dǎo)天線輻射THz波的功率。
　　理論方面:從光電導(dǎo)材料的載流子動(dòng)力學(xué)角度進(jìn)一步分析了THz波的近場(chǎng)和遠(yuǎn)場(chǎng)特性以及影響THz輻射功率的因素。在分析中，綜合考慮了激光光強(qiáng)、脈沖寬度、載流子壽命和弛豫時(shí)間等參數(shù)對(duì)THz波形