氖燈輝光放電THz波探測器的機理及應用研究.pdf

1、由于太赫茲波具有異于其他波段的特性，太赫茲技術在軍事科技、寬帶通信、醫(yī)學探測和空間科學等方面都有無限的應用潛能。但是目前常用的探測設備價格昂貴、對工作環(huán)境要求嚴格，這些條件極大的限制了太赫茲技術的實驗運作和實際應用。輝光放電探測器(GDD)具有快的響應速度、可在室溫工作、價格低及耐高電學性等特點，為太赫茲探測器的研制提出了新的方向。
　　本文介紹了利用氖燈制備GDD，并測試了GDD的放電特性、不同放電狀態(tài)下GDD對太赫茲信號的響應

2、率及信噪比。認為GDD工作在輝光放電及異常輝光放電區(qū)域時，可用于對太赫茲信號的探測。實驗測得工作電流為88.9μA時，GDD對0.17THz的太赫茲波的響應率可達0.102mV/W，信噪比為14.89。實驗還發(fā)現(xiàn)GDD的響應率與放電電流并非簡單的線性關系。同時，噪聲是隨著GDD放電電流的增大而增加。
　　在氣體放電的基礎上，對GDD的工作特性進行了分析。在等離子體的基礎上，分析了太赫茲波與GDD放電時形成的等離子體的作用。結合早期

3、GDD在微波段的探測機理，分析了GDD在太赫茲波段的探測機理。認為GDD放電空間中電子吸收了入射太赫茲波的能量，因而增加了電子與氣體原子發(fā)生電離碰撞與激發(fā)碰撞的頻率，使得放電空間中產(chǎn)生新的電子-正離子對。新產(chǎn)生的電子在直流偏置電場下進一步加速產(chǎn)生電離碰撞，引起內(nèi)部的電信號放大，最終增加了GDD的放電電流。
　　利用連續(xù)太赫茲波透射式成像系統(tǒng)，分別以GDD和肖特基二極管作為探測器，進行了太赫茲波成像實驗。獲得了對比度，空間分辨率相近