光電導(dǎo)天線的太赫茲時域光譜的系統(tǒng)的研究.pdf

1、太赫茲光譜時域系統(tǒng)(THz-TDS)是太赫茲領(lǐng)域的一個重要的組成部分,其中基于光電導(dǎo)天線的時域系統(tǒng),由于其重要應(yīng)用價值而受到廣泛關(guān)注。作為一個太赫茲光譜儀基本要求為:高輸出功率,高頻譜寬度,高信噪比和準(zhǔn)確的波形。本論文利用雙脈沖泵浦和雙脈沖探測的實驗方法研究光電導(dǎo)天線的載流子動力學(xué),分析其對太赫茲發(fā)射和探測的影響。具體研究內(nèi)容如下:
　　(1)利用一維Drude模型計算了載流子捕獲時間,動量弛豫時間,飛秒脈寬,偏置電場和泵浦光功率

2、對發(fā)射的太赫茲時域和頻域波形的影響。理論研究了探測天線結(jié)構(gòu)參數(shù)對其響應(yīng)函數(shù)的影響。通過實驗研究了偏置電壓和泵浦光功率對輻射太赫茲波形的影響,以及探測光功率對測得太赫茲脈沖和信噪比的影響。
　　(2)研究了晶體厚度,太赫茲和探測脈沖偏振態(tài)對電光探測的影響。搭建了光電導(dǎo)天線產(chǎn)生和晶體探測的太赫茲時域光譜系統(tǒng),闡述該系統(tǒng)的調(diào)試難點和重點。分析了探測光功率對系統(tǒng)性能的影響。
　　(3)用雙脈沖泵浦的實驗方法研究了GaAs產(chǎn)生天線中的

3、載流子動力學(xué)。利用等效電路模型,計算了輻射場和空間電荷場的時間特性,對于我們使用GaAs天線(天線間隔50?m),空間電荷場總是大于輻射場為了說明現(xiàn)象,我們假設(shè)天線的輸入電抗與天線間隔的平方成反比。發(fā)現(xiàn)隨著天線間隔的增大,輻射場的最大值先大于空間電荷場后又小于空間電荷場。利用該模型,我們研究天線輻射太赫茲的功率,輻射場和空間電荷場隨天線間隔和載流子遷移率的變化。
　　(4)利用雙脈沖探測的實驗方法和等效電路模型修復(fù)了測得的太赫茲波