文档介绍：2010—2011学年第二学期
《前沿物理学世界名题欣赏》考查论文
专业班级石工 10-8
姓名刘鹏飞
学号 10021371
所选题目的出题教师田艳杰
开课系室物理学院基础物理系
总分
阅卷人
太赫兹检测技术
刘鹏飞 10021371
中国石油大学
摘要上世纪九十年代以后,超快激光技术的迅速发展,为太赫兹脉冲的产生提供了稳定、可靠的激发光源。太赫兹波段各种技术的研究才蓬勃发展起来。与此同时,半导体物理的研究和材料加工工艺的改进也日趋完善,人们在选择与太赫兹辐射研究相关的半导体材料过程中发现半导体材料有着尤为重要的研究价值,且它们都是常用的半导体材料;同时通过掺杂工艺,改善半导体材料的性质,如载流子迁移率、寿命和阻抗都可以控制调整以适应光电器件的要求,这些半导体制作工艺上的发展促进了相关科学展。
关键字 THz波检测及应用
一引言
THz波现象其实早已为人们所发现,然而早期因缺乏有效的THz波产生和探测技术,使得相关研究进展极其缓慢。进入20世纪80年代后,激光技术的迅速发展为研究有效THz波的产生和探测技术孕育了基础。,通过超短激光脉冲激发光电导天线产生了相干脉冲宽带THz辐射。,光导天线后来常被称为“Auston switeh”。紧接着,。这种基于基于超短激光脉冲激发光电导天线的THz波产生和探测技术至今仍然是实验设备应用的主流。1990-1992年,.
二太赫兹的产生和检测
太赫兹波(Terahert或称太赫兹辐射、T-射线、亚毫米波、远红外,简称THz) ~10THz (1THz=1012Hz)范围内的电磁辐射。
太赫兹的产生
目前产生THz脉冲常用的方法有光导天线法、光整流法、THz参量振荡器法、空气等离子体法等,其中空气等离子体能产生相对较高强度的THz波而备受关注。
光导天线(PCA)产生THz脉冲
光导天线辐射机制是利用超快激光脉冲泵浦光导材料,在其内部产生电子空穴对,这些载流子在外加偏置电场作用下,做加速运动形成瞬态光电流,从而辐射出低频THz脉冲。PCA由两个距离在um量级电极组成,此种THz辐射系统的性能取决于3个因素:光导体、天线的几何结构和泵浦激光的脉冲宽度,如图所示。光导是产生
THz辐射的关键部件,对于性能良好的光导体来说,它应该具有载流子寿命极短,载流子迁移率高和介质耐击穿强度大等特点。目前应用于THz技术中最多的光导体材料是si和低温生长的GaAs()材料。
图1 光电导天线图
空气等离子体产生THz脉冲
Cook和Hochstrasser等人最早发现将频率为60的飞秒脉冲和频率为209的倍频光聚焦在空气中,将空气电离可产生THz。该方法与之前的在晶体中进行光整流产生THz波相比,不存在损伤阈值的问题,即对激光的强度没有限制。空气中产生THz波有3种结构,如图所示。图(a)是将波长