文档介绍：西安理工大学
硕士学位论文
高功率THz光电导天线的设计
姓名:侯磊
申请学位级别:硕士
专业:物理电子学
指导教师:施卫
20050301
摘要
高功率 THz 光电导天线的设计
学科: 物理电子学
作者: (签名)
指导老师: (签名) 职称: 教授、博导
答辩日期: 2005 年 3 月
摘要
THz 电磁波由于其独特的性能,在物体成像、环境监测、医疗诊断、射电天文、
宽带移动通讯、卫星通讯和军用雷达等方面具有重大的科学价值和广阔的应用前
景。然而由于目前的 THz 源所产生的 THz 电磁波的功率较小,严重制约了 THz 技
术的发展。
本文较详细地介绍了 THz 电磁波的特性,产生及检测方法以及近十年来在 THz
时域光谱探测、THz 成像和 THz 波在生物技术和信息技术领域的发展情况。本文
主要研究了采用光电导天线产生 THz 的方法中,如何提高 THz 辐射功率的问题。
通过分析光电导天线材料的击穿机理,对光电导偶极天线进行了电极圆角设
计、钝化、有机硅凝胶封装等耐压设计以及传输线背面打孔以减小 THz 波被周围
材料吸收的设计。用电光取样的方法对经过耐压设计之后的光电导偶极天线和光电
导偶极天线的裸片进行了对比实验,实验证明在相同的触发光能下,经过耐压设计
的光电导天线能够加载的最大偏置电压比裸片提高了 10 倍,辐射出的 THz 电磁波
的强度提高了一个数量级。
为了能够从光电导材料的性质上寻找提高 THz 辐射功率的方法,我们利用大
孔径光电导偶极天线的电流涌流模型,采用数值模拟的方法获得了光电导偶极天线
近场和远场的 THz 脉冲时域波形。由于在建立模型的过程中考虑到载流子迁移率
的瞬态变化、载流子寿命等微观动力学因素以及触发光脉冲的宽度、光通量等因素,
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所以,我们通过改变上述参数找到了这些因素对 THz 辐射强度的影响。这样对于
大功率光电导 THz 辐射天线的材料设计以及对使用光电导偶极天线产生大功率
THz 实验的设计与改进具有重要的指导意义。

关键词:光电导天线、太赫兹(THz)电磁波、GaAs

本课题得到了国家自然基金重大项目资助(),项目名称:THz (太
赫兹)电磁波段的物理、器件及应用研究。

II
ABSTRACT
Design of High-Power THz
Photoconductive Antennas
Speciality: Physical Electronics
Candiate: (signature)
Supervisor: (signature) Title: Professor
ABSTRACT
Because of its unique characters, THz wave has grand scientific value and wide applied
perspective in many fields, such as imaging, entironment supervising, medical diagnosis,
radio astronomy, broad band munications, munications and
martial radar etc. But lacking in high-power THz sources has seriously blocked the
progress of THz technology.
In this paper, we detailedly introduced the characters of THz wave, the methods of
generation and detection, and the progress of THz time domain spectrum detection, THz
imaging and the applications in the biology technology and information technology in
the recent ten years. How to improve the power of THz radiation, which is generated by
photoconductive antennas, is mainly studied in this paper.
Firstly we analyzed the th