光電導(dǎo)天線的太赫茲時(shí)域光譜的系統(tǒng)的研究.pdf

1、太赫茲光譜時(shí)域系統(tǒng)(THz-TDS)是太赫茲領(lǐng)域的一個(gè)重要的組成部分,其中基于光電導(dǎo)天線的時(shí)域系統(tǒng),由于其重要應(yīng)用價(jià)值而受到廣泛關(guān)注。作為一個(gè)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(cè)的實(shí)驗(yàn)方法研究光電導(dǎo)天線的載流子動(dòng)力學(xué),分析其對(duì)太赫茲發(fā)射和探測(cè)的影響。具體研究?jī)?nèi)容如下:
　　(1)利用一維Drude模型計(jì)算了載流子捕獲時(shí)間,動(dòng)量弛豫時(shí)間,飛秒脈寬,偏置電場(chǎng)和泵浦光功率

2、對(duì)發(fā)射的太赫茲時(shí)域和頻域波形的影響。理論研究了探測(cè)天線結(jié)構(gòu)參數(shù)對(duì)其響應(yīng)函數(shù)的影響。通過實(shí)驗(yàn)研究了偏置電壓和泵浦光功率對(duì)輻射太赫茲波形的影響,以及探測(cè)光功率對(duì)測(cè)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(cè)脈沖偏振態(tài)對(duì)電光探測(cè)的影響。搭建了光電導(dǎo)天線產(chǎn)生和晶體探測(cè)的太赫茲時(shí)域光譜系統(tǒng),闡述該系統(tǒng)的調(diào)試難點(diǎn)和重點(diǎn)。分析了探測(cè)光功率對(duì)系統(tǒng)性能的影響。
　　(3)用雙脈沖泵浦的實(shí)驗(yàn)方法研究了GaAs產(chǎn)生天線中的

3、載流子動(dòng)力學(xué)。利用等效電路模型,計(jì)算了輻射場(chǎng)和空間電荷場(chǎng)的時(shí)間特性,對(duì)于我們使用GaAs天線(天線間隔50?m),空間電荷場(chǎng)總是大于輻射場(chǎng)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(chǎng)的最大值先大于空間電荷場(chǎng)后又小于空間電荷場(chǎng)。利用該模型,我們研究天線輻射太赫茲的功率,輻射場(chǎng)和空間電荷場(chǎng)隨天線間隔和載流子遷移率的變化。
　　(4)利用雙脈沖探測(cè)的實(shí)驗(yàn)方法和等效電路模型修復(fù)了測(cè)得的太赫茲波