基于光纤光子晶体的高增益太赫兹光电导天线

研究了一种基于光纤光子晶体的高增益太赫兹光电导天线,利用腔体的高阶模式实现天线高增益。 首先,基于提出的光纤光子晶体高阶模式场分布,对光电导天线的辐射方向图进行有效预测分析。该高阶模式近似 于圆柱介质波导的HE11m 模式(m>1),可以同时调整光纤光子晶体高度与谐振频率,改变高阶模式的纵向场分布。 接着,利用介质波导理论,给出了光纤光子晶体在给定范围内谐振频率的解析计算方法。最后,对工作在上述高阶 模式下的光纤光子晶体光电导天线进行数值仿真分析。工作在HE118 模式下,光纤光子晶体高度为250 μm 的光电 导天线方向性可以达到15. 33 dBi。相比于传统基于半球硅透镜的太赫兹光电导天线,方向性提高了约3. 5 dBi。根 据仿真结果得出,在一定范围内利用光纤光子晶体的高阶模式,太赫兹光电导天线的增益可以明显提高。     

小孔径蝴蝶型光电导天线太赫兹辐射源的研究

研究了5种小孔径光电导天线的太赫兹发射特性,并且对它们所发射的太赫兹波进行了对比,为研制高效率的太赫兹波发射源提供了参考依据。利用太赫兹时域光谱技术测量了光电导天线发射的太赫兹（THz）脉冲,得到了时域发射光谱,并通过快速傅里叶变换得到相应的频域光谱。结果表明,太赫兹信号强度随偏置电压的增大而增强;随着泵浦激光功率的增大而增强并出现饱和现象。偏置电压与泵浦激光功率相同时,我们对比5种光电导天线产生的太赫兹信号,从中找到了一种发射效率较高的小孔径光电导天线,并且研究了电极形状、电极间距对光电导天线发射效率的     

偶极子光电导天线结构对THz 辐射特性影响的研究

研究了GaAs工型偶极子光电导天线(PCA)结构参数对THz辐射特性的影响。首先利用DL(Drude-Lorentz)模型得到了光电导天线的电流解析解,结合时域有限差分(FDTD)进行半解析半数值仿真,有效地解决了纯解析解(通过光电流对时间求导数可以得到辐射的THz的相对强度)无法和PCA结构直接对应的仿真问题,也较直接全波FDTD方法计算效率高。接着,利用偶极子光电导天线的等效电路模型和等效源阻抗公式,结合实际的PCA参数,分别得到了PCA阻抗和源阻抗,说明了由于源阻抗很低,导致匹配效率较低。最后,综合考虑数值仿真结果和理论计算结果可证明,工型偶极子光电导天线的辐射效率会随着其长宽比的增加而相应增加,该结论与相关文献实测结果吻合,从而也验证了文中FDTD仿真结果、理论模型及计算结果的有效性。     

光电导太赫兹天线效率参数的讨论

光电导天线是产生太赫兹波最常用的器件之一,但是目前它面临的主要问题是天线效率很低,难以获得高功率的太赫兹波.为了提高其输出功率和效率,介绍了计算光电导天线效率的公式,讨论了影响光电导天线光-太赫兹转换效率的参数:与激光源相关的参数如激光强度、脉冲宽度、激励光斑尺寸及位置;与光电导天线相关的参数如偏压电场、天线材料和几何结构、天线暗电阻率、基底材料等.这对光电导太赫兹天线的分析与设计也是大有裨益的.     

宽带太赫兹偶极子光电导接收天线研究

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。     

小孔径螺旋型光电导天线的太赫兹辐射特性研究

研究了小孔径螺旋型光电导天线的太赫兹辐射特性.利用太赫兹时域光谱技术测量了螺旋型光导天线辐射的太赫兹波谱,得到了其时域发射光谱.通过快速傅里叶变换得到相应的频域光谱,同时对两种不同孔径螺旋天线的太赫兹辐射特性进行了比较.实验结果表明,太赫兹信号强度会随偏置电压的增大而增强;在偏置电压和泵浦光功率相同的情况下,较小孔径的...     

金纳米棒结构太赫兹光电导天线设计

由于光电导天线的太赫兹(Terahertz THz)辐射效率较低,根据光电导天线设计原理设计了一种新的光电导天线结构,该结构在蝶形光电导天线电极间隙处增添了金纳米棒阵列,阵列按正三角形排列,通过时域有限差分法(Finite Difference Time Domain, FDTD)对所提结构和蝶形光电导天线结构进行仿真模拟。模拟结果表明此结构与蝶形光电导天线相比,光吸收率提高了269%,电场强度提高了985%,光电流提高了两倍。研究结果为实现太赫兹光电导天线的高功率转换效率提供了一种有前景的方法。     

偏振可调的太赫兹光电导天线设计北大核心

提出了一种偏振可调的太赫兹光电导天线,其结构由四个弧形金属电极、低温砷化镓衬底和氮化硅抗反射涂层构成。通过对光电导天线的工作原理分析,可以发现弧形金属电极结构决定天线的辐射偏振,且衬底的载流子迁移率、载流子寿命和衬底材料对激光的吸收直接影响天线的辐射特性。利用COMSOL软件对该光电导天线进行建模仿真,其结果表明该光电导天线可以在45°方向倍增地辐射线偏振太赫兹波,且辐射强度相较于常规光电导天线提高了30%,辐射带宽高达10 THz。所设计太赫兹光电导天线具有偏振可调、结构简单和易于加工等特点,在太赫兹光谱检测领域具有广阔的应用前景。     

光电导太赫兹天线及其研究进展

太赫兹科学技术是一门新学科,其关键技术是太赫兹波的产生。光电导天线是目前产生宽频带太赫兹波最重要的方法之一。光电导天线的几何结构对提高天线在太赫兹频段的效率、方向性、带宽等都非常重要。因此有必要对光电导太赫兹天线的各种几何结构和国内外研究进展做较为全面的评述,对其中存在的问题和解决思路进行分析,对未来研究发展的方向进行探讨。     

光电导天线太赫兹波辐射特性研究进展

太赫兹科学技术已经成为当前电磁领域研究的热点,太赫兹波的产生是其关键技术,光电导天线(PCA)是目前产生宽频太赫兹波的重要手段。根据光电导天线太赫兹波的辐射特性的文献报道,对光电导天线产生太赫兹波的耦合输出效率、辐射场型、极化特性等研究进展做了较全面的评述,并针对光电导天线辐射特性对光电导天线应用的意义进行了探讨和展望,以期对光电导天线产生太赫兹波的研究和应用提供参考。     

光电导THz源及其研究进展

THz科学技术是近20年来发展起来的一门新学科,其关键技术是THz波的产生和探测。本文介绍了光电导THz源的辐射原理和本领域的研究进展等,并简要分析了今后的发展方向。     

用光电导天线产生太赫兹电磁波的饱和效应研究

根据半导体光电子学理论,分析了光注入非平衡载流子(电子-空穴对)的瞬态输运机理,研究了不同条件下的SI-GaAs光电导偶极天线太赫兹波辐射功率和辐射强度的饱和效应.结果表明其主要原因是在外加偏置电场作用下,光注入载流子出现了空间电荷电场屏蔽和辐射电场屏蔽现象,对提高太赫兹波辐射功率和辐射强度起到了遏制作用.对于电极间隙大小不同的天线,两种屏蔽效应的作用不同;在触发光能一定的情况下,照射光斑较大时屏蔽效应较小.     

影响光学发射天线增益的各因素分析

在大气激光通信中,光学发射天线的孔径、波长、通信距离是影响光学发射天线增益的因素.通过数值仿真计算研究分析了光学发射天线的孔径等不同因素与光学发射天线增益的关系.     

脉冲参数对脉冲天线测量的影响

研究了脉冲参数及其对测量的影响,根据时域场的平面波理论,给出了根据惠更斯源得到的时、频域远场方向图以及近远场变换公式。最后根据实测结果具体分析了脉冲天线测量中脉冲参数的选择要求。     

多层介质型太赫兹菲涅尔天线研究

基于菲涅尔波带片透镜的设计原理,设计了三款多层介质结构的菲涅尔波带片天线.该天线采用高增益的波纹喇叭天线提供馈电,工作频段为太赫兹通信第一大气窗口320～380GHz,回波损耗低于-15 dB,增益大于25 dBi.研究了菲涅尔波带片天线的周期数和子区数对天线性能的影响,结果表明随着周期和子区数的增加,增益也会不断的提高,而当波带片直径和喇叭口径面积相比拟时,电磁波损耗较大,并且谐振频率在太赫兹大气窗口内右移.