本文關(guān)鍵詞：THz諧振腔型石墨烯光電探測(cè)器的設(shè)計(jì)

  更多相關(guān)文章： 石墨烯光電探測(cè)器 諧振腔 太赫茲 吸收率

【摘要】：由于石墨烯在太赫茲波范圍內(nèi)只發(fā)生帶內(nèi)躍遷,相比在可見(jiàn)光范圍內(nèi),其光學(xué)吸收特性有顯著優(yōu)勢(shì),通過(guò)集成石墨烯與諧振腔,將太赫茲波限制在腔內(nèi),可進(jìn)一步增強(qiáng)石墨烯對(duì)太赫茲波的吸收.采用麥克斯韋方程組并結(jié)合電磁場(chǎng)邊界條件,研究了單層石墨烯在太赫茲波段范圍內(nèi)的光吸收機(jī)理;推導(dǎo)出石墨烯的傳輸矩陣和吸收系數(shù)方程,發(fā)現(xiàn)在太赫茲波段石墨烯的吸收是在可見(jiàn)光波段吸收的9—22倍;通過(guò)建立諧振腔型石墨烯光電探測(cè)器在太赫茲波段的光吸收模型及求解探測(cè)器吸收率方程,發(fā)現(xiàn)在0.12 THz處,吸收率可達(dá)0.965,相比無(wú)腔狀態(tài)下石墨烯在太赫茲波段的最大吸收率0.5,提高了93%;優(yōu)化設(shè)計(jì)器件結(jié)構(gòu)參數(shù)并表征,最終器件響應(yīng)度最高達(dá)到236.7 A/W,半高全寬為0.035 THz.理論分析表明,采用諧振腔型石墨烯光電探測(cè)器對(duì)太赫茲波進(jìn)行探測(cè),具有高吸收率、高響應(yīng)度.研究結(jié)果對(duì)于太赫茲諧振腔型石墨烯光電探測(cè)器的設(shè)計(jì)和應(yīng)用提供了理論參考.
【作者單位】： 北京航空航天大學(xué)儀器科學(xué)與光電工程學(xué)院;
【關(guān)鍵詞】： 石墨烯光電探測(cè)器 諧振腔 太赫茲 吸收率
【基金】：北京市自然科學(xué)基金(批準(zhǔn)號(hào):7152089)資助的課題~~
【分類號(hào)】：TN15
【正文快照】： 1引言 太赫茲(Terahertz,THz)波段是介于微波毫米波與紅外之間的電磁波段,其頻率范圍指0.1—10 THz(波長(zhǎng)范圍為30μm—3 mm)[1].由于THz具有方向性強(qiáng)、能量集中、輻射穿透能力強(qiáng)(能夠穿透煙霧、浮塵等非金屬和非極性材料)等特點(diǎn),使THz光電探測(cè)器在雷達(dá)探測(cè)、遙感成像、無(wú)線電

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本文編號(hào)：1086219