基于光电导效应的太赫兹波开关实验研究

发布时间：2017-10-22 23:01

  本文关键词：基于光电导效应的太赫兹波开关实验研究

  更多相关文章： 太赫兹波 光电导效应 少数载流子寿命 太赫兹波开关

【摘要】：随着太赫兹辐射源和探测器的迅速发展,太赫兹波功能器件的应用研究得到了广泛的重视。本文主要进行了基于光电导效应的太赫兹波透射特性实验研究,并提出了基于半导体高阻硅材料的太赫兹波开关方案。半导体材料在光照下产生的光电导效应直接影响了材料对太赫兹波的吸收特性。本文对光生载流子浓度的变化过程和少数载流子寿命的机理进行了理论分析。通过对不同少数载流子寿命不同半导体材料的太赫兹波透射性实验比较,综合考虑太赫兹波开关响应速率和调幅效果,从而初步确定基于高阻硅材料的开关方案。并对高阻硅材料进行少数载流子寿命降低方案的探索,通过高温热处理等手段掺杂金属铜离子,成功将其少数载流子寿命降至0.7μs左右。本文最后结合高阻硅材料的光电导效应与太赫兹功能器件特点,组建了大功率高速光路系统以满足高速开关的要求,结合返波管系统组建成开关性能测量平台,最终实现了响应速率1 MHz以上,调幅深度25%左右的光电导太赫兹波开关原理器件。
【关键词】：太赫兹波 光电导效应 少数载流子寿命 太赫兹波开关
【学位授予单位】：浙江大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TN304;TN761
【目录】：

• 致谢5-6
• 摘要6-7
• Abstract7-13
• 英汉缩略语表13-14
• 符号表14-16
• 第1章 绪论16-27
• 1.1 太赫兹波简介16-22
• 1.1.1 太赫兹波辐射源18-20
• 1.1.2 太赫兹波探测器20-21
• 1.1.3 太赫兹功能器件21-22
• 1.2 太赫兹波开关器件的发展现状22-25
• 1.2.1 光开关器件22-23
• 1.2.2 太赫兹波光控开关器件23-25
• 1.3 课题研究的意义、研究内容和章节安排25-27
• 1.3.1 课题研究的意义25-26
• 1.3.2 本文研究内容和章节安排26-27
• 第2章 太赫兹波开关的知识准备27-43
• 2.1 光生载流子的产生27-29
• 2.1.1 固体能带基本概念27-28
• 2.1.2 半导体的光吸收28-29
• 2.2 光生载流子浓度变化29-34
• 2.2.1 上升时间和下降时间33-34
• 2.2.2 激光脉冲照射半导体34
• 2.3 光生载流子的复合34-38
• 2.3.1 复合过程35-36
• 2.3.2 复合方式影响少子寿命36-38
• 2.4 少数载流子寿命38
• 2.5 光电导效应应用于太赫兹波38-42
• 2.6 本章小结42-43
• 第3章 少数载流子寿命对太赫兹波开关性能影响的实验研究43-63
• 3.1 少数载流子寿命对开关特性的影响43-49
• 3.1.1 THz-TDS系统的太赫兹波发生与检测43-44
• 3.1.2 实验方案与步骤44-46
• 3.1.3 实验结果与分析46-49
• 3.2 少数载流子寿命对开关响应速率的影响49-51
• 3.2.1 BWO系统与检测设备49-50
• 3.2.2 实验方案与结果分析50-51
• 3.3 激光强度对开关特性的影响51-53
• 3.4 少数载流子寿命的测量技术53-54
• 3.5 高阻硅片的少数载流子寿命的降低54-58
• 3.5.1 少子寿命控制技术54-55
• 3.5.2 高温热处理掺杂降低少子寿命55-58
• 3.6 热处理后Si样品开关性能测试58-62
• 3.7 本章小结62-63
• 第4章 电光调制系统组建与太赫兹波开关器件测量63-71
• 4.1 高速电光调制系统63-66
• 4.1.1 实验方案与系统组建63-65
• 4.1.2 高速调制光路性能测试65-66
• 4.2 基于光电导效应的太赫兹波开关测试系统组建66-67
• 4.3 太赫兹波光控开关性能测量67-70
• 4.4 本章小结70-71
• 第5章 结论与展望71-74
• 参考文献74-78
• 作者简历78

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本文编号：1080452