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频率可调太赫兹微结构光电导天线

夏祖学 刘发林 邓琥 陈俊学 刘泉澄

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[J]. 红外与激光工程, 2018, 47(5): 520002-0520002(7). doi: 10.3788/IRLA201847.0520002
引用本文: 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[J]. 红外与激光工程, 2018, 47(5): 520002-0520002(7). doi: 10.3788/IRLA201847.0520002
Xia Zuxue, Liu Falin, Deng Hu, Chen Junxue, Liu Quancheng. Frequency adjustable THz microstructured photoconductive antennas[J]. Infrared and Laser Engineering, 2018, 47(5): 520002-0520002(7). doi: 10.3788/IRLA201847.0520002
Citation: Xia Zuxue, Liu Falin, Deng Hu, Chen Junxue, Liu Quancheng. Frequency adjustable THz microstructured photoconductive antennas[J]. Infrared and Laser Engineering, 2018, 47(5): 520002-0520002(7). doi: 10.3788/IRLA201847.0520002

频率可调太赫兹微结构光电导天线

doi: 10.3788/IRLA201847.0520002
基金项目: 

国家自然科学基金(11176032/A06);中国工程物理研究院太赫兹科学技术基金(CAEPTHZ2012096)

详细信息
    作者简介:

    夏祖学(1975-),男,讲师,博士生,主要从事太赫兹光电导天线研究及微波器件、天线方面的研究。Email:xiazuxue@mail.ustc.edu.cn

  • 中图分类号: TN201

Frequency adjustable THz microstructured photoconductive antennas

  • 摘要: 太赫兹波低频段辐射计在地球大气和分子探测中的需求不断增加。在微波电开口谐振环等效电路模型及其谐振特性仿真设计的基础上,将微波谐振结构和传统带状线偶极子光电导天线结合,提出了新型微结构光电导天线,具有频率调节灵敏度高、谐振特性明显的优点。加工了不同尺寸的新型光电导天线和常规的带状线偶极子光电导天线实物,并进行了实验对比研究。两种类型的太赫兹辐射频谱明显不同,新型光电导天线由于微结构电开口谐振环的双频谐振特性出现了两个谐振峰,3 dB相对带宽约为50%,得到了窄带特性;而传统光电导天线只有单峰,3 dB相对带宽为93.07%,显然为宽谱特性。对于新型光电导天线的仿真和实测吻合较好,调节微结构天线的谐振环臂长可以获得较大的峰值频率移动相对值,从而也验证了理论模型、谐振单元仿真结果的有效性。
  • [1] Lee Y S. Principles of Terahertz Science and Technology[M]. US:Springer, 2009.
    [2] Zhang Xutao, Sun Jinhai, Cai He, et al. Quiet zone measurements and data processing of THz_TDS experiment system[J]. Infrared 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.
    [3] Zuo Jian, Zhang Liangliang, Gong Chen, et al. Terahertz system on chip and research progress of terahertz ultra wide spectrum source based on micro nano structure[J]. Acta Physica Sinica, 2016, 65(1):010704. (in Chinese)左剑, 张亮亮, 巩辰, 等. 太赫兹片上系统和基于微纳结构的太赫兹超宽谱源的研究进展[J]. 物理学报, 2016, 65(1):010704.
    [4] Xia Zuxue, Liu Falin, Chen Junxue, et al. Impact of dipole photoconductive antenna structure on the THz radiation characteristics[J]. Infrared Laser Engineering, 2015, 44(8):2429-2434. (in Chinese)夏祖学, 刘发林, 陈俊学, 等.偶极子光电导天线结构对THz辐射特性影响的研究[J].红外与激光工程, 2015, 44(8):2429-2434.
    [5] Khiabani N, Huang Y, Shen Y. Discussions on the main parameters of THz photoconductive antennas as emitters[C]//Antennas and Propagation (EUCAP), Proceedings of the 5th European Conference on IEEE, 2011:462-466.
    [6] Li Chenyu, Yang Zhou, Zhou Qingli, et al. Influence of structures on optical modulation in terahertz metamaterials[J].Infrared Laser Engineering, 2016, 45(7):0703002. (in Chinese)李晨毓, 杨舟, 周庆莉, 等. 结构对太赫兹超材料光调控特性的影响[J]. 红外与激光工程, 2016, 45(7):0703002.
    [7] Chen Xieyu, Tian Zhen. Recent progress in terahertz dynamic modulation based on graphen[J]. Chinese Optics, 2017, 10(1):86-97. (in Chinese)陈勰宇, 田震. 石墨烯太赫兹波动态调制的研究进展[J]. 中国光学, 2017, 10(1):86-97.
    [8] Zhang Lei, Liu Shuo, Cui Tiejun. Theory and application of coding metamaterials[J]. Chinese Optics, 2017, 10(1):1-12. (in Chinese)张磊, 刘硕, 崔铁军. 电磁编码超材料的理论与应用[J]. 中国光学, 2017, 10(1):1-12.
    [9] O'Hara J F, Chen H T, Taylor A J, et al. Split-ring resonator enhanced terahertz antenna[C]//Nonlinear Optics:Materials, Fundamentals and Applications, Optical Society of America, 2007:TuB2.
    [10] Takano K, Chiyoda Y, Nishida T, et al. Optical switching of terahertz radiation from meta-atom-loaded photoconductive antennas[J]. Applied Physics Letters, 2011, 99(16):161114.
    [11] Liu Minzhe, Wang Taisheng, Li Hefu, et al. Electrostatic field assisted micro imprint lithography technology[J]. Optics Precision Engineering, 2017, 25(3):663-671. (in Chinese)刘民哲, 王泰升, 李和福, 等. 静电场辅助的微压印光刻技术[J]. 光学精密工程, 2017, 25(3):663-671.
    [12] Nguyen T K, Kim W T, Kang B J, et al. Photoconductive dipole antennas for efficient terahertz receiver[J]. Optics Communications, 2017, 383:50-56.
    [13] Chen H T, Padilla W J, Zide J M O, et al. Active terahertz metamaterial Devices[J]. Nature, 2007, 444(6):597-600.
    [14] Hughes S, Tani M, Sakai K. Vector analysis of terahertz transients generated by photoconductive antennas in near-and far-field regimes[J]. Applied Physics, 2003, 93(8):4880-4884.
    [15] Zhu N, Ziolkowski R W. Photoconductive THz antenna designs with high radiation efficiency, high directivity, and high aperture efficiency[J]. IEEE Transactions on Terahertz Science and Technology, 2013, 3(6):721-730.
    [16] Miyamaru F, Saito Y, Yamamoto K, et al. Dependence of emission of terahertz radiation on geometrical parameters of dipole photoconductive antennas[J]. Applied Physics Letters, 2010, 96(21):211104.
  • [1] 苏英蔚, 田震.  基于相位梯度光栅介电超表面的高效太赫兹波异常反射器 . 红外与激光工程, 2023, 52(2): 20220304-1-20220304-7. doi: 10.3788/IRLA20220304
    [2] 吴毅萍, 陈晟皓, 刘仕龙, 古诗怡, 徐金金, 姜去寒, 庄松林, 陈麟.  太赫兹双磁矩环偶极子传感芯片及其在原油检测中的应用 . 红外与激光工程, 2022, 51(6): 20210338-1-20210338-8. doi: 10.3788/IRLA20210338
    [3] 李泉, 刘姗姗, 路光达, 王爽.  利用石墨烯-金属复合结构实现太赫兹电磁诱导透明超表面主动调控 . 红外与激光工程, 2021, 50(8): 20210246-1-20210246-6. doi: 10.3788/IRLA20210246
    [4] 高翔, 刘晓庆, 戴子杰, 李帅, 刘伟伟.  基于波导结构的集成式太赫兹共焦成像系统 . 红外与激光工程, 2019, 48(S2): 98-102. doi: 10.3788/IRLA201948.S219001
    [5] 梁丽, 文龙, 蒋春萍, 陈沁.  人工微结构太赫兹传感器的研究进展 . 红外与激光工程, 2019, 48(2): 203001-0203001(17). doi: 10.3788/IRLA201948.0203001
    [6] 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 . 红外与激光工程, 2019, 48(1): 125002-0125002(6). doi: 10.3788/IRLA201948.0125002
    [7] 张献生, 常天英, 崔洪亮, 杨秀蔚, 刘陵玉, 张延波.  天然硫化橡胶热氧老化中太赫兹介电谱 . 红外与激光工程, 2018, 47(10): 1025002-1025002(6). doi: 10.3788/IRLA201847.1025002
    [8] 任冠华, 赵红卫, 张建兵, 田震, 谷建强, 欧阳春梅, 韩家广, 张伟力.  氧化镁单晶在太赫兹波段的介电特性 . 红外与激光工程, 2017, 46(8): 825001-0825001(5). doi: 10.3788/IRLA201746.0825001
    [9] 张米乐, 李依涵, 何敬锁, 崔海林, 张存林.  GaAs样品对太赫兹微带线频谱特性的影响 . 红外与激光工程, 2016, 45(12): 1225001-1225001(6). doi: 10.3788/IRLA201645.1225001
    [10] 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
    [11] 李依涵, 张米乐, 崔海林, 何敬锁, 张存林.  金属开口谐振环结构的太赫兹波吸收特性 . 红外与激光工程, 2016, 45(12): 1225002-1225002(6). doi: 10.3788/IRLA201645.1225002
    [12] 邓琥, 尚丽平, 张泽林, 刘泉澄.  不同行程下水蒸汽太赫兹传输特性 . 红外与激光工程, 2015, 44(3): 979-984.
    [13] 许文忠, 钟凯, 梅嘉林, 徐德刚, 王与烨, 姚建铨.  太赫兹波在沙尘中衰减特性 . 红外与激光工程, 2015, 44(2): 523-527.
    [14] 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.
    [15] 武阿妮, 李晨毓, 周庆莉, 刘建丰, 孙会娟, 杨舟, 张存林.  温度对太赫兹亚波长金属结构共振特性的影响 . 红外与激光工程, 2015, 44(6): 1832-1835.
    [16] 王蓉蓉, 吴振森, 张艳艳, 王明军.  太赫兹波段信号在雾中的传输特性研究 . 红外与激光工程, 2014, 43(8): 2662-2667.
    [17] 李小枫, 郑永秋, 安盼龙, 张建辉, 陈浩, 薛晨阳, 刘俊, 闫树斌.  调相谱检测技术下光纤环腔的谐振特性 . 红外与激光工程, 2014, 43(10): 3394-3398.
    [18] 罗俊, 公金辉, 张新宇, 季安, 谢长生, 张天序.  基于超材料的连续太赫兹波透射特性研究 . 红外与激光工程, 2013, 42(7): 1743-1747.
    [19] 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.
    [20] 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.
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出版历程
  • 收稿日期:  2017-12-10
  • 修回日期:  2018-01-20
  • 刊出日期:  2018-05-25

频率可调太赫兹微结构光电导天线

doi: 10.3788/IRLA201847.0520002
    作者简介:

    夏祖学(1975-),男,讲师,博士生,主要从事太赫兹光电导天线研究及微波器件、天线方面的研究。Email:xiazuxue@mail.ustc.edu.cn

基金项目:

国家自然科学基金(11176032/A06);中国工程物理研究院太赫兹科学技术基金(CAEPTHZ2012096)

  • 中图分类号: TN201

摘要: 太赫兹波低频段辐射计在地球大气和分子探测中的需求不断增加。在微波电开口谐振环等效电路模型及其谐振特性仿真设计的基础上,将微波谐振结构和传统带状线偶极子光电导天线结合,提出了新型微结构光电导天线,具有频率调节灵敏度高、谐振特性明显的优点。加工了不同尺寸的新型光电导天线和常规的带状线偶极子光电导天线实物,并进行了实验对比研究。两种类型的太赫兹辐射频谱明显不同,新型光电导天线由于微结构电开口谐振环的双频谐振特性出现了两个谐振峰,3 dB相对带宽约为50%,得到了窄带特性;而传统光电导天线只有单峰,3 dB相对带宽为93.07%,显然为宽谱特性。对于新型光电导天线的仿真和实测吻合较好,调节微结构天线的谐振环臂长可以获得较大的峰值频率移动相对值,从而也验证了理论模型、谐振单元仿真结果的有效性。

English Abstract

参考文献 (16)

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