太赫茲（THz）技術(shù)被譽(yù)為“改變世界的十大技術(shù)之一”,在物理、化學(xué)、軍事、醫(yī)療等領(lǐng)域有著重要的應(yīng)用。高性能THz探測(cè)器的研究對(duì)太赫茲技術(shù)的發(fā)展具有重要的推動(dòng)作用。太赫茲量子阱探測(cè)器（THz QWP）憑借其高速、體積小、易集成等優(yōu)點(diǎn)引起了高度的關(guān)注。目前,THz QWP的研究依然不成熟,其總體目標(biāo)仍以提高QWP探測(cè)器的性能為主。優(yōu)化器件內(nèi)的光場(chǎng)分布,從而提高光耦合效率是提高THz QWP性能的一個(gè)重要途徑。在THz波段,光的波長(zhǎng)比較長(zhǎng),已達(dá)到器件尺寸的量級(jí),光場(chǎng)分布對(duì)器件性能的影響更加顯著。45°邊耦合是THz QWP進(jìn)行性能測(cè)試時(shí)普遍采用的光耦合方式,45°邊耦合THz QWP是衡量和比較THz QWP性能時(shí)被普遍接受的一種結(jié)構(gòu),其內(nèi)部的光場(chǎng)分布對(duì)研究和理解THz QWP性能尤其重要。但是到目前為止,其光場(chǎng)分布并沒(méi)有被研究過(guò)。本論文通過(guò)有限時(shí)域差分（FDTD）方法,針對(duì)邊耦合結(jié)構(gòu)THz QWP,研究了器件電極結(jié)構(gòu)、激活層位置和耦合角度對(duì)光場(chǎng)分布及光耦合效率的影響。另外,針對(duì)實(shí)驗(yàn)室前期設(shè)計(jì)的一種性能較好的THz QWP進(jìn)行了光柵的設(shè)計(jì),以進(jìn)一步提高其性能。首先,我們針對(duì)45°邊耦合THz... 

【文章來(lái)源】：上海交通大學(xué)上海市 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

【文章頁(yè)數(shù)】：83 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

太赫茲波段在電磁波譜中所處的位置

圖 1.2 太赫茲探測(cè)技術(shù)應(yīng)用實(shí)例：(a) 氣體液體探測(cè)[14]，(b) 分子光譜[13]，(c) 醫(yī)學(xué)檢測(cè)，(d)安全檢查[15]，(e) 太赫茲成像[15]，(f) 涂層厚度測(cè)量[15]Fig. 1. 2 Application examples of THz detection technology: (a) Gas and liquid sensing[14], (b)Molecular spectroscopy[13], (c) Medical diagnostic, (d) Security imaging[15], (e) THz imaging[15],(e) coating thickness measurement[15].1.3 太赫茲探測(cè)器的分類(lèi)與比較在太赫茲探測(cè)技術(shù)領(lǐng)域，太赫茲探測(cè)器是探測(cè)系統(tǒng)的核心，決定了探測(cè)的成效。太赫茲探測(cè)器按照探測(cè)原理的不同可分為熱探測(cè)器和光子探測(cè)器。熱探測(cè)器的探測(cè)原理是通過(guò)吸收熱輻射引起溫度升高，由此帶來(lái)物理性質(zhì)發(fā)生改變，該物理過(guò)程再轉(zhuǎn)化為電信號(hào)輸出。熱探測(cè)器根據(jù)熱效應(yīng)的不同又可分為微測(cè)輻射熱計(jì)、熱電探測(cè)器和熱電堆探測(cè)器三種。這類(lèi)探測(cè)器最大的優(yōu)點(diǎn)是可以在室溫下工作，因而大大減小了器件的體積和造價(jià)，實(shí)現(xiàn)了低成本、小型化、能耗低以及便攜式

QWP 在外加偏壓下的導(dǎo)帶能帶圖。量子阱內(nèi)的電子由摻雜的 Si 提供集電極的摻雜也均由 Si 提供[25]chematic conduction bandedge profile of a n-type GaAs/AlGaAs QWP undetron population in the n-type wells is provided by doping using silicon. The ecollector contact layers are doped with silicon[25]..3 給出了 n 型 GaAs/AlGaAs 量子阱結(jié)構(gòu) THz QWP 的導(dǎo)帶形狀的上下接觸層均摻雜 n 型 Si。當(dāng)沒(méi)有 THz 光照時(shí)，大部分電基態(tài)上。我們認(rèn)為量子阱間的勢(shì)壘很厚使得阱間直接隧穿電流件工作于高阻態(tài)。當(dāng)有 THz 光照射時(shí)，基態(tài)上的電子被激發(fā)續(xù)態(tài)上，在外加偏壓下形成漂移電流，稱(chēng)為低阻態(tài)，從而產(chǎn)生Hz 波的探測(cè)。需要說(shuō)明的是，THz QWP 對(duì)光的探測(cè)是基于量，所以通常需要 10-100 個(gè)阱來(lái)提供充分的電子[25]。

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]太赫茲科學(xué)技術(shù)的綜述[J]. 梁培龍,戴景民.  自動(dòng)化技術(shù)與應(yīng)用. 2015(06)
[2]Real-time reflection imaging with terahertz camera and quantum-cascade laser[J]. 譚智勇,顧立,徐天鴻,周濤,曹俊誠(chéng).  Chinese Optics Letters. 2014(07)
[3]太赫茲量子阱光電探測(cè)器光柵耦合的模擬與優(yōu)化[J]. 張戎,郭旭光,曹俊誠(chéng).  物理學(xué)報(bào). 2011(05)
[4]太赫茲探測(cè)技術(shù)發(fā)展與展望[J]. 魏華.  紅外技術(shù). 2010(04)



本文編號(hào)：2903198