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宽带太赫兹偶极子光电导接收天线研究

潘奕 郑渚 丁庆 姚勇

潘奕, 郑渚, 丁庆, 姚勇. 宽带太赫兹偶极子光电导接收天线研究[J]. 红外与激光工程, 2019, 48(1): 125002-0125002(6). doi: 10.3788/IRLA201948.0125002
引用本文: 潘奕, 郑渚, 丁庆, 姚勇. 宽带太赫兹偶极子光电导接收天线研究[J]. 红外与激光工程, 2019, 48(1): 125002-0125002(6). doi: 10.3788/IRLA201948.0125002
Pan Yi, Zheng Zhu, Ding Qing, Yao Yong. Dipole photoconductive antennas for broadband terahertz receiver[J]. Infrared and Laser Engineering, 2019, 48(1): 125002-0125002(6). doi: 10.3788/IRLA201948.0125002
Citation: Pan Yi, Zheng Zhu, Ding Qing, Yao Yong. Dipole photoconductive antennas for broadband terahertz receiver[J]. Infrared and Laser Engineering, 2019, 48(1): 125002-0125002(6). doi: 10.3788/IRLA201948.0125002

宽带太赫兹偶极子光电导接收天线研究

doi: 10.3788/IRLA201948.0125002
基金项目: 

国家自然科学基金(61505183,61575051);中国博士后科学基金(2017M611363)

详细信息
    作者简介:

    潘奕(1986-),男,博士,主要从事太赫兹光谱技术方面的研究。Email:panyi@huaxunchina.cn

    通讯作者: 郑渚(1984-),男,副研究员,博士,主要从事太赫兹科学与技术方面的研究。Email:zzealot99@gmail.com
  • 中图分类号: TN821+.4

Dipole photoconductive antennas for broadband terahertz receiver

  • 摘要: 太赫兹光电导天线广泛应用于宽带脉冲太赫兹波的检测,是太赫兹光谱和成像系统中的重要器件。偶极子光电导天线由于其结构简单、制作容易成为使用最广泛的一类太赫兹光电导接收天线。衡量太赫兹光电导探测天线的一个重要指标是其响应带宽。针对偶极子天线的探测带宽,分别对天线臂长为10、50、150 m的偶极子天线及一种作为对比的178 m的蝶形天线(Bowtie antenna)进行了实验及理论研究。结果显示其探测带宽随天线臂长增加而减小,与微波天线理论一致。进一步的,采用商用电磁场数值仿真软件进行建模仿真,仿真结果与理论及实验结果具有很好的一致性,证实数值仿真已在很大程度上模拟出实际天线的特性,从而为优化结构参数制作大宽带和高灵敏度的太赫兹天线提供支持。同时,对超半球硅衬底透镜对天线接收频谱的影响也进行了探讨。
  • [1] Han Xiaohui, Cui Hongliang, Zhang Jin, et al. Accurate and rapid extraction of optical parameters for thin plates with terahertz time-domain spectroscopy technology[J]. Infrared and Laser Engineering, 2017, 46(5):0525003. (in Chinese)韩晓惠, 崔洪亮, 张瑾, 等. 太赫兹时域光谱技术用于准确快速地提取薄片的光学参数[J]. 红外与激光工程, 2017, 46(5):0525003.
    [2] Tonouchi M. Cutting-edge terahertz technology[J]. Nature Photonics, 2007, 1(2):97-105.
    [3] Li Han, Yu Chen. Terahertz spectral detection in human renal tissue[J]. Infrared and Laser Engineering, 2016, 45(5):0525001. (in Chinese)李晗, 余晨. 太赫兹波对肾癌组织的光谱检测[J]. 红外与激光工程, 2016, 45(5):0525001.
    [4] Xie Qi, Yang Hongru, Li Hongguang, et al. Explosive identification based on terahertz time-domain spectral system[J]. Optics and Precision Engienering, 2016, 34(10):2392(in Chinese)解琪, 杨鸿儒, 李宏光,等. 基于太赫兹时域光谱系统的爆炸物识别[J]. 光学精密工程, 2016, 34(10):2392.
    [5] Zhang Xutao, Sun Jinhai, Cai He, et al. Quiet zone measurements and data processing of THz-TDS experiment system[J]. Infrared and Laser Engineering, 2016, 45(11):1125003. (in Chinese)张旭涛, 孙金海, 蔡禾,等. 太赫兹时域光谱系统静区测试及数据处理[J]. 红外与激光工程, 2016, 45(11):1125003.
    [6] Burford N M, Elshenawee M O. Review of terahertz photoconductive antenna technology[J]. Optical Engineering, 2017, 56(1):010901.
    [7] Van Exter M, Grischkowsky D. Characterization of an optoelectronic terahertz beam system[J]. Microwave Theory Techniques IEEE Transactions on, 1990, 38(11):1684-1691.
    [8] Xu Ming, Li Mengxia, An Xin, et al. Infrared quenching operation of non-linear GaAs photoconductive semiconductor switch for terahertz generation[J]. Infrared and Laser Engineering, 2016, 45(4):0425001. (in Chinese)徐鸣, 李孟霞, 安鑫, 等. 红外猝灭非线性砷化镓光电导开关产生太赫兹的实验研究[J]. 红外与激光工程,2016, 45(4):0425001.
    [9] Winnerl S, Peter F, Nitsche S, et al. Generation and detection of THz radiation with scalable antennas based on GaAs substrates with different carrier lifetimes[J]. IEEE Journal of Selected Topics in Quantum Electronics, 2008, 14(2):449-457.
    [10] Dykaar D R, Greene B I, Federici J F, et al. Log-periodic antennas for pulsed terahertz radiation[J]. Applied Physics Letters, 1991, 59(3):262-264.
    [11] Gitin M M, Wise F W, Arjavalingam G, et al. Broad-band characterization of millimeter-wave log-periodic antennas by photoconductive sampling[J]. Antennas Propagation IEEE Transactions on, 1994, 42(3):335-339.
    [12] Darrow J T, Hu B B, Zhang X C, et al. Subpicosecond electromagnetic pulses from large-aperture photoconducting antennas[J]. Optics Letters, 1990, 15(6):323.
    [13] Darrow J T, Zhang X C, Ippen D H. Saturation properties of large-aperture photoconducting antennas[J]. Quantum Electronics IEEE Journal of, 1992, 28(6):1607-1616.
    [14] Mittleman D M, Rudd J V. Influence of substrate-lens design in terahertz time-domain spectroscopy[J]. Journal of the Optical Society of America B, 2002, 19(2):639-640.
    [15] Nguyen T K, Rotermund F, Park I. A traveling-wave stripline dipole antenna on a substrate lens at terahertz frequency[J]. Current Applied Physics, 2014, 14(8):998-1004.
  • [1] 王家天, 刘闯, 任姣姣, 张丹丹, 顾健.  多层胶接结构胶层均匀性的太赫兹时域表征方法 . 红外与激光工程, 2022, 51(6): 20210430-1-20210430-7. doi: 10.3788/IRLA20210430
    [2] 刘肇国, 周桓立, 何伟迪, 赵宁, 张彤.  低维材料太赫兹探测器研究进展(特邀) . 红外与激光工程, 2021, 50(1): 20211015-1-20211015-10. doi: 10.3788/IRLA20211015
    [3] 廉宇轩, 冯伟, 丁青峰, 朱一帆, 孙建东, 秦华, 程凯.  基于AlGaN/GaN HEMT太赫兹探测器的340 GHz无线通信接收前端 . 红外与激光工程, 2021, 50(5): 20210202-1-20210202-8. doi: 10.3788/IRLA20210202
    [4] 张鹏, 曹乾涛, 董航荣, 赵鑫, 孙佳文, 吴斌, 刘红元.  大面元太赫兹热释电探测器 . 红外与激光工程, 2020, 49(5): 20190338-20190338-6. doi: 10.3788/IRLA20190338
    [5] 王军, 蒋亚东.  室温微测辐射热计太赫兹探测阵列技术研究进展(特邀) . 红外与激光工程, 2019, 48(1): 102001-0102001(10). doi: 10.3788/IRLA201948.0102001
    [6] 李金伦, 崔少辉, 张静, 张振伟, 张博文, 倪海桥, 牛智川.  蝶形天线增强的InP基室温HEMT太赫兹探测器研究 . 红外与激光工程, 2019, 48(9): 919001-0919001(7). doi: 10.3788/IRLA201948.0919001
    [7] 任姣姣, 李丽娟, 张丹丹, 乔晓利.  太赫兹时域光谱反射式层析成像技术 . 红外与激光工程, 2018, 47(2): 225002-0225002(6). doi: 10.3788/IRLA201847.0225002
    [8] 夏祖学, 刘发林, 邓琥, 陈俊学, 刘泉澄.  频率可调太赫兹微结构光电导天线 . 红外与激光工程, 2018, 47(5): 520002-0520002(7). doi: 10.3788/IRLA201847.0520002
    [9] 徐鸣, 李孟霞, 安鑫, 卞康康, 施卫.  红外猝灭非线性砷化镓光电导开关产生太赫兹的实验研究 . 红外与激光工程, 2016, 45(4): 425001-0425001(5). doi: 10.3788/IRLA201645.0425001
    [10] 张旭涛, 孙金海, 蔡禾, 张少华.  太赫兹时域光谱系统静区测试及数据处理 . 红外与激光工程, 2016, 45(11): 1125003-1125003(5). doi: 10.3788/IRLA201645.1125003
    [11] 王芳, 仇大剑, 夏红岩, 宝日玛, 任慧.  太赫兹时域光谱技术在识别鉴定菌制剂中的初探 . 红外与激光工程, 2016, 45(7): 703001-0703001(7).
    [12] 孟增睿, 尚丽平, 杜宇, 邓琥.  FOX-7太赫兹波吸收特性及理论计算 . 红外与激光工程, 2015, 44(4): 1121-1125.
    [13] 何晓阳, 张屹遐, 杨春, 陈琦.  太赫兹光子晶体光纤与天线设计 . 红外与激光工程, 2015, 44(2): 534-538.
    [14] 宝日玛, 董晨, 蓝兴英, 冯程静, 孟倩, 赵昆.  烷基化汽油中烃类物质含量的太赫兹时域光谱研究 . 红外与激光工程, 2015, 44(6): 1823-1826.
    [15] 李慧, 范文慧, 刘佳.  改变天线泵浦光斑尺寸对太赫兹辐射影响的研究 . 红外与激光工程, 2015, 44(2): 528-533.
    [16] 杜勇, 夏燚, 汤文建, 洪治.  基于太赫兹时域光谱技术的磺胺甲噁唑多晶型现象 . 红外与激光工程, 2014, 43(9): 2919-2924.
    [17] 刘佳, 范文慧.  常见服装面料的太赫兹光谱研究 . 红外与激光工程, 2013, 42(6): 1537-1541.
    [18] 张李伟, 尚丽平, 唐金龙, 夏祖学, 邓琥.  34μm孔径GaAs偶极子光电导天线辐射特性仿真研究 . 红外与激光工程, 2013, 42(1): 108-112.
    [19] 刘晓旻, 李苏贵, 弓巧侠, 鲁旭, 马省, 梁二军, 李新建.  多孔硅薄膜对p 型单晶硅太赫兹波段透射特性的影响 . 红外与激光工程, 2013, 42(5): 1236-1240.
    [20] 刘晓旻, 王俊俏, 马凤英, 吴宇, 梁二军, 杨国光.  太赫兹辐射的多重反射光杠杆探测方法 . 红外与激光工程, 2012, 41(8): 2058-2062.
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出版历程
  • 收稿日期:  2018-08-05
  • 修回日期:  2018-09-03
  • 刊出日期:  2019-01-25

宽带太赫兹偶极子光电导接收天线研究

doi: 10.3788/IRLA201948.0125002
    作者简介:

    潘奕(1986-),男,博士,主要从事太赫兹光谱技术方面的研究。Email:panyi@huaxunchina.cn

    通讯作者: 郑渚(1984-),男,副研究员,博士,主要从事太赫兹科学与技术方面的研究。Email:zzealot99@gmail.com
基金项目:

国家自然科学基金(61505183,61575051);中国博士后科学基金(2017M611363)

  • 中图分类号: TN821+.4

摘要: 太赫兹光电导天线广泛应用于宽带脉冲太赫兹波的检测,是太赫兹光谱和成像系统中的重要器件。偶极子光电导天线由于其结构简单、制作容易成为使用最广泛的一类太赫兹光电导接收天线。衡量太赫兹光电导探测天线的一个重要指标是其响应带宽。针对偶极子天线的探测带宽,分别对天线臂长为10、50、150 m的偶极子天线及一种作为对比的178 m的蝶形天线(Bowtie antenna)进行了实验及理论研究。结果显示其探测带宽随天线臂长增加而减小,与微波天线理论一致。进一步的,采用商用电磁场数值仿真软件进行建模仿真,仿真结果与理论及实验结果具有很好的一致性,证实数值仿真已在很大程度上模拟出实际天线的特性,从而为优化结构参数制作大宽带和高灵敏度的太赫兹天线提供支持。同时,对超半球硅衬底透镜对天线接收频谱的影响也进行了探讨。

English Abstract

参考文献 (15)

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