[发明专利]太赫兹探测单元

权利要求书

1.一种用于对包括在给定频谱探测波段中的频率的辐射进行探测的太赫兹探测单元(1)，包括：

-半导体极性晶体(10)，具有覆盖所述频谱探测波段的剩余射线波段并且具有与电介质媒介的至少一个界面；

-耦合装置(30)，允许由所述界面支撑的界面声子极化激元(IPhP)与包括在所述频谱探测波段中的频率的入射辐射(2)的谐振耦合；以及

-至少一个第一和一个第二连接端子(301、302)，分别与所述界面的第一和第二相对端部电接触，并且旨在连接至用于测量所述界面的所述相对端部之间的所述晶体的阻抗变化的电子读取电路。

2.根据权利要求1所述的探测单元，其中所述极性晶体具有与电介质媒介的至少两个界面，所述界面足够接近以允许沿着每个所述界面(333、334)传播的界面声子极化激元的耦合。

3.根据权利要求2所述的探测单元，其中所述两个界面之间的距离小于一百纳米。

4.根据前述权利要求中的任一项所述的探测单元，其中所述极性晶体(10)是掺杂的。

5.根据前述权利要求中的任一项所述的探测单元，其中构造所述极性晶体以形成一个或多个晶体叶片(330、630)，每个所述晶体叶片形成旨在与所述入射辐射耦合的光学天线，每个所述叶片的大侧面与所述电介质媒介形成两个界面，连接端子与所述叶片的两个相对端部接触。

6.根据权利要求5所述的探测单元，其中构造所述极性晶体以形成沿着主方向布设的多个叶片的组。

7.根据权利要求5所述的探测单元，其中构造所述极性晶体以形成沿着两个大致垂直方向布设的多个叶片的组。

8.根据权利要求5至7中的任一项所述的探测单元，其中构造所述极性晶体以形成多个相同叶片(330、630)的组。

9.根据权利要求5至7中的任一项所述的探测单元，其中构造所述极性晶体以形成多个相同叶片(330、630)的组，并且至少一部分所述叶片具有与其他叶片不同的形状，从而允许探测频带变宽。

10.根据权利要求5至9中的任一项所述的探测单元，包括衬底(300)，并且其中所述一个叶片或多个叶片垂直于所述衬底(300)布设。

11.根据权利要求10所述的探测单元，其中所述衬底是极性晶体的，并且通过在所述衬底(300)中进行蚀刻形成所述一个叶片或多个叶片，所述探测单元包括与所述衬底接触的第一连接端子(301)，并且对于每个所述叶片还包括与所述叶片的与所述衬底相对的边缘接触的第二连接端子(302)，在多个叶片的情况下第二连接端子的组电连接。

12.根据权利要求10所述的探测单元，对于每个所述叶片，包括与所述叶片的相邻于所述衬底的第一边缘接触的第一连接端子(301)，以及与所述叶片的相邻于所述衬底并且与所述第一边缘相对的第二边缘接触的第二连接端子(302)，在多个叶片的情况下一方面所述第一连接端子和另一方面所述第二连接端子的组电连接。

13.根据权利要求5至9中的任一项所述的探测单元，包括衬底(600)，并且其中所述一个或多个叶片布设在平面中并且形成悬挂在所述衬底(600)之上的膜片，所述膜片的平面大致平行于所述衬底的平面。

14.根据权利要求13所述的探测单元，对于每个所述叶片，包括与设置在所述衬底上的所述叶片的第一边缘电接触的第一连接端子(601)，以及与设置在衬底上的所述叶片的第二边缘电接触的第二连接端子(602)，所述叶片的第二边缘与所述第一边缘相对，在多个叶片的情况下一方面所述第一连接端子和另一方面所述第二连接端子的组电连接。

15.根据权利要求1至4中的任一项所述的探测单元，其中所述极性晶体形成在被具有高能隙的半导体电介质材料的至少一个第一和一个第二阻挡层(811、812)所围绕的至少一个薄层(810)，以便与所述极性晶体层形成至少一个量子阱。

16.根据权利要求15所述的探测单元，其中所述耦合装置(30)包括光学纳米天线(834)和镜子(836)的组以形成光学谐振腔，所述量子阱位于所述光学谐振腔内。

17.根据权利要求15所述的探测单元，其中所述耦合装置(30)还包括间隔体以适用于所述光学谐振腔的宽度。