光電導(dǎo)天線產(chǎn)生太赫茲電磁波的研究.pdf

1、由于THz波處于電磁波譜的特殊位置,因此在物體成像、環(huán)境監(jiān)測、醫(yī)療診斷、射電天文、衛(wèi)星通訊和軍用雷達(dá)等方面具有十分廣闊的應(yīng)用前景和重大的研究價值。但目前THz源所產(chǎn)生的THz電磁波的功率都比較小,極大的制約了THz技術(shù)的發(fā)展。 本文主要圍繞THz電磁波的特性、產(chǎn)生方法及檢測技術(shù),研究了產(chǎn)生THz電磁波的光電導(dǎo)方法、電光取樣技術(shù)以及提高THz輻射功率的問題。 用電光取樣的方法對經(jīng)過Si3N4鈍化的半絕緣GaAs光電導(dǎo)偶極天

2、線及其裸片進(jìn)行了-系列的對比實驗,并采用蒙特卡羅的模擬方法對GaAs光電導(dǎo)體內(nèi)的光生載流子在偏置電場作用下的輸運過程進(jìn)行模擬。實驗表明,在相同的觸發(fā)光能下,較高的偏置電場作用于光電導(dǎo)天線,天線體內(nèi)的光生載流子由于受到較大的外加電場力作用,將產(chǎn)生較高功率的太赫茲波。在相同的偏置電場下,太赫茲波功率將隨光能增加而增加,但由于空間電荷電場屏蔽作用,太赫茲波功率的增長并不按光生載流子數(shù)目增長的平方關(guān)系增長,大孔徑光電導(dǎo)天線能夠承載更多的載流子,

3、因而可以產(chǎn)生比小孔徑光電導(dǎo)天線功率更高的太赫茲波。如果屏蔽效應(yīng)被忽略的話,載流子壽命與入激光脈沖對大孔徑產(chǎn)生和輻射太赫茲波有非常重要的影響,即載流子的捕獲時間越長或入射激光的波長越短,太赫茲波輻射的強度就越大。 在建立計算模型的過程中,考慮到載流子壽命以及觸發(fā)光脈沖的寬度等因素會對THz輻射產(chǎn)生影響。故通過改變參數(shù),根據(jù)實驗?zāi)M結(jié)果歸納出這些因素對THz輻射的影響。這對用光電導(dǎo)偶極天線產(chǎn)生大功率THz輻射的發(fā)展具有十分重要的指導(dǎo)