太赫茲(Terahertz/THz)波頻率位于100GHz~10THz(波長30um~3mm),在電磁波譜中處于微波與紅外之間。THz波在電磁波頻譜中的特殊位置決定了THz波的一些優(yōu)越的特性,使其在寬帶通信、生物醫(yī)學(xué)、無損檢測和信息科學(xué)等領(lǐng)域具有廣闊的應(yīng)用前景。近年來,THz技術(shù)取得了快速發(fā)展并且開始應(yīng)用到各個(gè)領(lǐng)域,THz技術(shù)的發(fā)展對THz探測器的性能提出較高的要求。為了適應(yīng)THz技術(shù)的發(fā)展,因此有必要對室溫THz探測器進(jìn)行研究。本論文就以下幾個(gè)方面對室溫THz探測器進(jìn)行了研究和分析:(1)高吸收率、寬頻、極化不敏感THz吸收器本文采用COMSOL多物理場仿真軟件對THz吸收器進(jìn)行設(shè)計(jì)和仿真,設(shè)計(jì)出了滿足室溫THz探測器要求的具有高吸收率、寬頻、極化不敏感特性THz吸收器;THz吸收具有3.7THz帶寬、平均吸收率在1.95THz-5.56THz之間超過96.66%和極化不敏感特性的THz吸收器。(2)室溫THz探測器光-熱-電一體化等效電路模型針對室溫THz探測器光-熱-電一體化等效電路模型等效問題,首先采用傳輸線理論解決THz吸收器等效電路模型,再結(jié)合bolometer在電學(xué)域的全物理行為電學(xué)模型,獲得室溫THz探測器全物理行為一體化等效電路模型。然后采用PSPICE電路仿真軟件對等效電路進(jìn)行研究和仿真,分析了等效熱容、熱導(dǎo)和探測器熱響應(yīng)、工作頻率之間的關(guān)系,并驗(yàn)證了等效電路模型的有效性。(3)室溫THz探測器多物理場仿真與一體化等效電路模型的驗(yàn)證THz吸收器可以用來提高探測器的吸收效率,但是他們之間也存在復(fù)雜的相互影響和耦合機(jī)制;本文采用COMSOL軟件對室溫THz探測器物理模型進(jìn)行多物理場設(shè)計(jì)和仿真,分析了橋面、橋腿和吸收器等結(jié)構(gòu)參數(shù)對探測器的光學(xué)吸收、熱響應(yīng)、形變和應(yīng)力之間的相互影響關(guān)系;室溫THz探測器的高靈敏度和快速響應(yīng)能力要求其整體結(jié)構(gòu)具有低熱導(dǎo)和低熱容特性,但是采用THz吸收層和折疊橋腿改善探測器的性能時(shí),也需要考慮其對探測器的熱-力學(xué)特性的影響�；谏鲜鰧κ覝豑Hz探測器設(shè)計(jì)和分析方法,本文建立了室溫THz探測器一體化等效電路模型和物理模型,并采用PSPICE和COMSOL軟件對模型進(jìn)行仿真和驗(yàn)證結(jié)果的一致性。
【學(xué)位單位】：電子科技大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位年份】：2019
【中圖分類】：O441.4
【部分圖文】：

圖 1-1 THz 波在電磁波譜中的位置著上世紀(jì) 80 年代一系列新技術(shù)、新材料的迅速發(fā)展，特別是超快激，使穩(wěn)定和寬帶的脈沖 THz 源成為一種可用技術(shù)，因此 THz 技術(shù)得在國內(nèi)外引起關(guān)于 THz 技術(shù)的研究熱潮。由于 THz 波占據(jù)電磁頻譜

圖 1-2 傳統(tǒng)室溫 THz 探測器8 年王等人[8]提出在 bolometer 探測器的熱敏層上添加一層對 THz層來提高 bolometer 對 THz 的響應(yīng)率，探測器像元如圖 1-2 所示 探測器像元尺寸為 35um×35um，圖 1-3 是對應(yīng)的 THz 探測器反射

1-3 有 Ti 和無 Ti 吸收層的室溫 THz 探測器反射率光譜曲aokioda 等人[9]利用 THz 吸收器在 THz 波段能夠?qū)峫ometer 的基礎(chǔ)上增加了 THz 吸收器來提高 THz 探測器結(jié)構(gòu)如圖 1-4 所示，THz 探測器像元尺寸為
【參考文獻(xiàn)】

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本文編號：2847923