21867.半導體與人工周期性結構在太赫茲波段的電磁響應特性研究

1、學校代碼：10270分類號：O469學號：122200719碩士學位論文半導體與人工周期性結構在太赫茲波段的電磁響應特性研究學院：數(shù)理學院專業(yè)：凝聚態(tài)物理研究方向：光電子器件物理研究生姓名：羅從文指導教師：趙振宇副研究員完成日期：2015年3月上海師范大學碩士學位論文摘要I論文題目：論文題目：半導體與人工周期性結構在太赫茲波段的電磁響應特性研究學科專業(yè)：學科專業(yè)：凝聚態(tài)物理學位申請人：學位申請人：羅從文導師：導師：趙振宇摘要太赫茲（TH

2、z）技術已經(jīng)在醫(yī)學成像、天文觀測和安全檢查等領域得到廣泛應用。目前，THz技術亟需解決的問題是THz產(chǎn)生與探測器件小型化，以及THz調制器件的開發(fā)。本論文針對上述問題，通過理論和實驗做了兩部分工作：(一)1.03μm處的電光晶體THz產(chǎn)生與探測特性研究；(二)人工周期性結構陣列元件在THz頻段的電磁響應研究。第一部分，根據(jù)相位匹配理論計算了若干電光晶體用于產(chǎn)生和探測THz波的可行性。結果發(fā)現(xiàn)：在無機電光晶體中，當晶體厚度為0.1mm時，

3、CdTe的THz最佳發(fā)射頻率為2.65THz，而對于GaAs和GaP晶體，THz最佳發(fā)射頻率分別達到4.77THz和6.56THz，最佳發(fā)射頻率取決于相干長度的最大值。CdTe晶體的截止頻率僅為3.45THz，而同樣厚度GaP和GaAs截止頻率則拓展到6.37THz和7.15THz。通過引入THz吸收系數(shù)計算上述材料在THz電光采樣中的靈敏度，發(fā)現(xiàn)當晶體厚度小于1.58mm時，CdTe的THz采樣靈敏度高于GaP和GaAs。當晶體厚度進

4、一步增大時，GaAs的THz采樣靈敏度超過CdTe和GaP。有機晶體DAST的THz發(fā)射頻譜可以拓寬到12THz，遠大于無機電光晶體，DAST晶體能夠成為與摻鐿飛秒脈沖激光相匹配的高效的THz發(fā)射源。第二部分，針對THz調制技術的發(fā)展需求，通過計算機模擬結合微加工工藝制備了若干人工周期性結構陣列元件，并研究了其在THz頻段電磁響應的物理機制。結果發(fā)現(xiàn)：對于柔性襯底上互補型開口環(huán)，當入射太赫茲波的電場偏振方向垂直于金屬開口時，變化的電場引