【摘要】：太赫茲波(Terahertz wave,THz wave)是指頻率在0.1 THz-10 THz,波長(zhǎng)在0.03 mm-3 mm范圍內(nèi)的電磁波,其頻率范圍介于微波和紅外光波之間。在此頻段內(nèi)的電磁波既不完全適合用光學(xué)理論來處理也不完全適合用微波的理論來研究。太赫茲波調(diào)制是在外界激發(fā)源的作用下對(duì)太赫茲波的強(qiáng)度或者相位進(jìn)行控制,不同的調(diào)制器根據(jù)其性能的不同在不同的系統(tǒng)中有著重要的用途,并且在近年得到了快速的發(fā)展。同時(shí),隨著科技的發(fā)展,柔性可穿戴設(shè)備在器件研究中也愈發(fā)重要。通常硅半導(dǎo)體是具有中等調(diào)制速率的太赫茲光調(diào)制器件的重要材料,通過光生載流子的產(chǎn)生和復(fù)合對(duì)太赫茲波的強(qiáng)度進(jìn)行調(diào)制。由于硅中光生載流子的擴(kuò)散長(zhǎng)度較長(zhǎng)(幾十微米),因此采用大尺寸的硅作為太赫茲空間調(diào)制器的空間分辨率較差。在該論文中,我們通過將小塊的硅片(小于3 mm)陣列附著在柔性的PDMS襯底上成功的制備了一種柔性可伸展半導(dǎo)體太赫茲光調(diào)制器,并減小了硅片中光生載流子的擴(kuò)散,提高了太赫茲波空間調(diào)制器的空間分辨率。脈沖太赫茲光源不僅具有良好的時(shí)間分辨率,還具有豐富的頻譜信息,因此非常有必要研究對(duì)脈沖太赫茲光源的空間調(diào)控技術(shù)。在該尺寸下,硅片的大小與太赫茲波的波長(zhǎng)相近,一部分太赫茲波脈沖穿過硅片,另一部分則穿過空氣,由于穿過兩者的太赫茲波到達(dá)探測(cè)器時(shí)間的不同導(dǎo)致太赫茲時(shí)域譜上出現(xiàn)兩個(gè)太赫茲脈沖,因此表現(xiàn)在透射率上會(huì)出現(xiàn)一個(gè)吸收峰。本文詳細(xì)研究了不同厚度和尺寸的硅片與太赫茲波的相互作用,并研究了它們的光調(diào)制性能,在吸收峰處調(diào)制為13%,在頻率高于吸收峰的部分調(diào)制為30%。通過在硅片上覆蓋金納米顆粒單層膜,能夠顯著加強(qiáng)激光對(duì)小片硅的調(diào)制。此外用Matlab軟件建立數(shù)學(xué)模型對(duì)太赫茲波與小尺寸硅片的相互作用及光調(diào)制進(jìn)行了仿真。通過對(duì)單個(gè)小尺寸硅的掃描成像,發(fā)現(xiàn)頻率在吸收峰處時(shí)的成像最為清晰。而對(duì)于陣列式半導(dǎo)體太赫茲調(diào)制器,硅片之間的距離也能夠改變吸收峰的強(qiáng)度,同時(shí)調(diào)制器在成像應(yīng)用中成像的空間分辨率也得到了明顯提高。最后我們通過微電子制造工藝制作了微米級(jí)的硅陣列,其在激光照射下有透射率增強(qiáng)的效果。本文研究太赫茲空間光調(diào)制器具有中等的調(diào)制速率和較好的空間分辨率,為太赫茲空間壓縮感知成像提供了新的調(diào)制器解決方案。
【圖文】：

第一章 緒論第一章 緒 論1.1 太赫茲波概述太赫茲（THz，1 THz=1012Hz）波是指頻率在 0.1 THz-10 THz，波長(zhǎng)mm-0.3mm 之間的電磁波[1]。在頻率上，太赫茲波處于紅外線和毫米波之間量上看，太赫茲波處于電子與光子之間。如圖 1-1 為 THz 波在電子波譜中的

第一章 緒論胞中的水分占比確定腫瘤和癌細(xì)胞的在體內(nèi)的位置。（5）太赫茲波具有良好的相干性�？梢杂锰掌澆ǖ南喔蓽y(cè)量技術(shù)直接測(cè)量物質(zhì)的相位信息和功率譜，從中計(jì)算所測(cè)物質(zhì)的折射率、消光系數(shù)、吸收系數(shù)、介電常數(shù)等物理量。（6）太赫茲波段包含了豐富的物理和化學(xué)信息。絕大部分半導(dǎo)體材料、生物大分子、電介質(zhì)材料的振動(dòng)和能級(jí)躍遷都處在太赫茲波段，根據(jù)這些測(cè)量的物質(zhì)吸收譜和色散關(guān)系，通過太赫茲時(shí)域光譜成像技術(shù)可以輕易的辨別出物體體貌，分析其的物理化學(xué)特性，為毒品檢測(cè)、武器和爆炸物鑒別等提供了新的理論依據(jù)和探測(cè)技術(shù)。如圖 1-2 是基于太赫茲上述各種性質(zhì)的幾種應(yīng)用場(chǎng)景。
【學(xué)位授予單位】：電子科技大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號(hào)】：TN761

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本文編號(hào)：2677905