Si-GaAs光電導天線輻射高功率THz波的研究.pdf

1、THz波介于微波和紅外光之間，屬于遠紅外波段。THz波的獨特性給天文學、電子對抗、電磁武器、雷達、寬帶通信、生化物的檢查、無損檢測、醫(yī)學成像等領域帶來了深遠的影響。然而，由于缺乏高功率THz輻射源嚴重制約了THz技術的發(fā)展。
　　本文簡述了THz電磁波的特性、產生方法以及探測技術。重點闡述了光電導天線產生THz波的研究現(xiàn)狀，分析了現(xiàn)有理論和實驗方面存在的問題。本文主要研究如何提高光電導天線產生THz的輻射功率，研究內容包括以下幾個

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

3、極材料，并對其進行了圓角處理。并采用氮化硅(Si3N4)及新型有機硅凝膠雙層絕緣固態(tài)透明介質對天線進行絕緣保護等耐壓設計，將天線的耐壓強度提高到100 kV/cm（遠遠大于真空擊穿強度30kV/cm），極大地提高了光電導天線輻射THz波的功率。
　　理論方面:從光電導材料的載流子動力學角度進一步分析了THz波的近場和遠場特性以及影響THz輻射功率的因素。在分析中，綜合考慮了激光光強、脈沖寬度、載流子壽命和弛豫時間等參數(shù)對THz波形