基于半导体等离子体频率光学调控的太赫兹波调制系统

杨涛; 葛嘉程; 周源; 黄维

doi:10.3788/IRLA201948.0203005

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基于半导体等离子体频率光学调控的太赫兹波调制系统

杨涛, 葛嘉程, 周源, 黄维

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杨涛, 葛嘉程, 周源, 黄维. 基于半导体等离子体频率光学调控的太赫兹波调制系统[J]. 红外与激光工程, 2019, 48(2): 203005-0203005(6). doi: 10.3788/IRLA201948.0203005

引用本文:

杨涛, 葛嘉程, 周源, 黄维. 基于半导体等离子体频率光学调控的太赫兹波调制系统[J]. 红外与激光工程, 2019, 48(2): 203005-0203005(6). doi: 10.3788/IRLA201948.0203005

Yang Tao, Ge Jiacheng, Zhou Yuan, Huang Wei. A terahertz wave modulation system based on optical modulation of the plasma frequency of a semiconductor[J]. Infrared and Laser Engineering, 2019, 48(2): 203005-0203005(6). doi: 10.3788/IRLA201948.0203005

Citation:

Yang Tao, Ge Jiacheng, Zhou Yuan, Huang Wei. A terahertz wave modulation system based on optical modulation of the plasma frequency of a semiconductor[J]. Infrared and Laser Engineering, 2019, 48(2): 203005-0203005(6). doi: 10.3788/IRLA201948.0203005

基于半导体等离子体频率光学调控的太赫兹波调制系统

doi: 10.3788/IRLA201948.0203005

1.
南京邮电大学有机电子与信息显示国家重点实验室培育基地,江苏南京 210023

基金项目:

国家自然科学基金面上项目（61377019）;江苏省自然科学基金面上项目（BK20151512）;固体微结构国家重点实验室开放课题（M30050）;南京邮电大学校级科研项目（NY217085，NY218074）

详细信息

作者简介:
杨涛(1978-),男,教授,博士,主要从事太赫兹波器件方面的研究。Email:iamtyang@njupt.edu.cn

通讯作者: 黄维(1963-),男,中国科学院院士,教授,主要从事光电子材料与器件方面的研究。Email:iamwhuang@njupt.edu.cn

中图分类号: O441.4

A terahertz wave modulation system based on optical modulation of the plasma frequency of a semiconductor

1.
Key Laboratory for Organic Electronics and Information Displays,Nanjing University of Posts and Telecommunications,Nanjing 210023,China

摘要: 介绍了一种太赫兹波光学调制系统，该系统首先通过刀片与半导体之间的狭缝实现太赫兹波和太赫兹表面等离子体波之间的耦合，然后通过改变照射到本征半导体表面的光强用以调控半导体表面的等离子体频率，使得半导体表面的等离子体频率在有光照和无光照条件下分别大于和小于其上传输的太赫兹表面等离子体波的频率，从而实现对在半导体表面传输的太赫兹表面等离子体波以及由其耦合出的太赫兹波的强度调控。该调制方法与传统方法相比具有调控频带宽、速度快、成本低、常温工作等优点，可用于太赫兹波通讯。仿真和实验结果进一步验证了该调制系统应用的可行性。
- 太赫兹 /
- 表面等离子体波 /
- 半导体 /
- 等离子体频率 /
- 载流子浓度
Abstract: A terahertz(THz) wave optical modulation system was introduced. The modulation was based on the coupling of THz waves and THz surface plasmon by a simple slit between a razor blade and a semiconductor wafer. The modulation process was realized by changing the illumination intensity on the intrinsic semiconductor surface. With or without the optical illumination, the plasma frequency of the semiconductor was larger or smaller than the frequencies of the surface plasmon. Therefore, the THz surface plasmon propagating on the semiconductor and the THz wave coupled from the surface plasmon can be switched on and off. In comparison with conventional THz modulation approaches, this method has the advantages of wide modulation bandwidth, high speed, low cost and room temperature operation etc., which are favorable to THz wave communication applications. The simulation and experimental results prove the feasibility of the THz wave modulation system.
- terahertz /
- surface plasmon /
- semiconductor /
- plasma frequency /
- carrier density

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[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]	赵骥, 杜晓琳, 聂秀丽, 焦美, 李燕, 张亮亮, 张存林. 飞秒等离子体间非线性作用对超高频电磁波影响的研究 . 红外与激光工程, 2021, 50(5): 20210108-1-20210108-7. doi: 10.3788/IRLA20210108
[5]	王晶, 田浩. 基于双重共振响应的太赫兹柔性可拉伸超表面（特邀） . 红外与激光工程, 2020, 49(12): 20201059-1-20201059-6. doi: 10.3788/IRLA20201059
[6]	朱久泰, 郭万龙, 刘锋, 王林, 陈效双. 基于光热载流子调控的二维材料红外与太赫兹探测器研究进展 . 红外与激光工程, 2020, 49(1): 0103001-0103001(10. doi: 10.3788/IRLA202049.0103001
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基于半导体等离子体频率光学调控的太赫兹波调制系统

doi: 10.3788/IRLA201948.0203005

1. 南京邮电大学有机电子与信息显示国家重点实验室培育基地,江苏南京 210023

作者简介:
杨涛(1978-),男,教授,博士,主要从事太赫兹波器件方面的研究。Email:iamtyang@njupt.edu.cn

通讯作者: 黄维(1963-),男,中国科学院院士,教授,主要从事光电子材料与器件方面的研究。Email:iamwhuang@njupt.edu.cn

收稿日期: 2018-09-10
修回日期: 2018-10-20
刊出日期: 2019-02-25

基金项目:

中图分类号: O441.4

关键词:

摘要: 介绍了一种太赫兹波光学调制系统，该系统首先通过刀片与半导体之间的狭缝实现太赫兹波和太赫兹表面等离子体波之间的耦合，然后通过改变照射到本征半导体表面的光强用以调控半导体表面的等离子体频率，使得半导体表面的等离子体频率在有光照和无光照条件下分别大于和小于其上传输的太赫兹表面等离子体波的频率，从而实现对在半导体表面传输的太赫兹表面等离子体波以及由其耦合出的太赫兹波的强度调控。该调制方法与传统方法相比具有调控频带宽、速度快、成本低、常温工作等优点，可用于太赫兹波通讯。仿真和实验结果进一步验证了该调制系统应用的可行性。