太赫茲（THz）技術(shù)被譽為“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探測器的研究對太赫茲技術(shù)的發(fā)展具有重要的推動作用。太赫茲量子阱探測器（THz QWP）憑借其高速、體積小、易集成等優(yōu)點引起了高度的關(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探測器的性能為主。優(yōu)化器件內(nèi)的光場分布,從而提高光耦合效率是提高THz QWP性能的一個重要途徑。在THz波段,光的波長比較長,已達到器件尺寸的量級,光場分布對器件性能的影響更加顯著。45°邊耦合是THz QWP進行性能測試時普遍采用的光耦合方式,45°邊耦合THz QWP是衡量和比較THz QWP性能時被普遍接受的一種結(jié)構(gòu),其內(nèi)部的光場分布對研究和理解THz QWP性能尤其重要。但是到目前為止,其光場分布并沒有被研究過。本論文通過有限時域差分（FDTD）方法,針對邊耦合結(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光場分布及光耦合效率的影響。另外,針對實驗室前期設(shè)計的一種性能較好的THz QWP進行了光柵的設(shè)計,以進一步提高其性能。首先,我們針對45°邊耦合THz... 

【文章來源】：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

【文章頁數(shù)】：83 頁

【學(xué)位級別】：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 太赫茲探測技術(shù)應(yīng)用實例：(a) 氣體液體探測[14]，(b) 分子光譜[13]，(c) 醫(yī)學(xué)檢測，(d)安全檢查[15]，(e) 太赫茲成像[15]，(f) 涂層厚度測量[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 太赫茲探測器的分類與比較在太赫茲探測技術(shù)領(lǐng)域，太赫茲探測器是探測系統(tǒng)的核心，決定了探測的成效。太赫茲探測器按照探測原理的不同可分為熱探測器和光子探測器。熱探測器的探測原理是通過吸收熱輻射引起溫度升高，由此帶來物理性質(zhì)發(fā)生改變，該物理過程再轉(zhuǎn)化為電信號輸出。熱探測器根據(jù)熱效應(yīng)的不同又可分為微測輻射熱計、熱電探測器和熱電堆探測器三種。這類探測器最大的優(yōu)點是可以在室溫下工作，因而大大減小了器件的體積和造價，實現(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)沒有 THz 光照時，大部分電基態(tài)上。我們認為量子阱間的勢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，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，稱為低阻態(tài)，從而產(chǎn)生Hz 波的探測。需要說明的是，THz QWP 對光的探測是基于量，所以通常需要 10-100 個阱來提供充分的電子[25]。

【參考文獻】：
期刊論文
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本文編號：2903198