21867.半導(dǎo)體與人工周期性結(jié)構(gòu)在太赫茲波段的電磁響應(yīng)特性研究

1、學(xué)校代碼：10270分類號：O469學(xué)號：122200719碩士學(xué)位論文半導(dǎo)體與人工周期性結(jié)構(gòu)在太赫茲波段的電磁響應(yīng)特性研究學(xué)院：數(shù)理學(xué)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(dǎo)教師：趙振宇副研究員完成日期：2015年3月上海師范大學(xué)碩士學(xué)位論文摘要I論文題目：論文題目：半導(dǎo)體與人工周期性結(jié)構(gòu)在太赫茲波段的電磁響應(yīng)特性研究學(xué)科專業(yè)：學(xué)科專業(yè)：凝聚態(tài)物理學(xué)位申請人：學(xué)位申請人：羅從文導(dǎo)師：導(dǎo)師：趙振宇摘要太赫茲（TH

2、z）技術(shù)已經(jīng)在醫(yī)學(xué)成像、天文觀測和安全檢查等領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用。目前，THz技術(shù)亟需解決的問題是THz產(chǎn)生與探測器件小型化，以及THz調(diào)制器件的開發(fā)。本論文針對上述問題，通過理論和實(shí)驗(yàn)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(jié)構(gòu)陣列元件在THz頻段的電磁響應(yīng)研究。第一部分，根據(jù)相位匹配理論計(jì)算了若干電光晶體用于產(chǎn)生和探測THz波的可行性。結(jié)果發(fā)現(xiàn)：在無機(jī)電光晶體中，當(dāng)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(dá)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(jì)算上述材料在THz電光采樣中的靈敏度，發(fā)現(xiàn)當(dāng)晶體厚度小于1.58mm時，CdTe的THz采樣靈敏度高于GaP和GaAs。當(dāng)晶體厚度進(jìn)

4、一步增大時，GaAs的THz采樣靈敏度超過CdTe和GaP。有機(jī)晶體DAST的THz發(fā)射頻譜可以拓寬到12THz，遠(yuǎn)大于無機(jī)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(diào)制技術(shù)的發(fā)展需求，通過計(jì)算機(jī)模擬結(jié)合微加工工藝制備了若干人工周期性結(jié)構(gòu)陣列元件，并研究了其在THz頻段電磁響應(yīng)的物理機(jī)制。結(jié)果發(fā)現(xiàn)：對于柔性襯底上互補(bǔ)型開口環(huán)，當(dāng)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