[发明专利]光控柔性半导体太赫兹波空间调制器

说明书

光控柔性半导体太赫兹波空间调制器，涉及光电技术、太赫兹调制技术和成像技术。本发明包括柔性衬底和以阵列方式设置于柔性衬底表面的半导体片，所述半导体片的底面的最小外接圆直径为0.1mm～6mm。本发明的有益效果是，能够明显提高太赫兹时域成像的清晰度，这是由于每个半导体片之间载流子扩散减弱，使太赫兹波透射率减小。在频域成像中，能够使吸收峰外的部分成像更加清晰。

技术领域

本发明涉及光电技术、太赫兹调制技术和成像技术。

背景技术

太赫兹指的是电磁频谱上频率为0.1～10THz的辐射，波长范围为0.03～3mm，介于无线电波和光波之间。太赫兹的长波特性与电子科学相近，而太赫兹的短波特性与光子科学相近。近些年来，太赫兹技术发展迅速，各国科研人员和学者普遍认为，THz科学是非常具备战略意义的交叉学科。由于THz不仅波长比微波小1000倍以上，而且脉冲时间短，所以THz波具有较高的空间和时间分辨率。同时其不同于X射线，太赫兹波不会对人体造成伤害。因此THz波在安检、无损成像、生物医疗、遥感和雷达、国土安全和通信领域都有着重要的应用。目前，太赫兹波的调制和探测技术不很成熟，存在许多需要改进的地方。现有的太赫兹调制器大都于硅基底上做谐振环、超结构、加石墨烯等进行调制。太赫兹波压缩感知成像是利用一个发射源和一个探测装置解决主动式太赫兹波成像的一个非常好的技术方案。在压缩感知成像技术中，太赫兹波空间调制器是一个关键核心器件，要求其具有较高的调制深度、中等的调制速度、较低的插入损耗和较好的空间分辨率。利用半导体硅中的光生载流子的产生-复合过程，可以实现对太赫兹波的空间调制特性。但是这样的调制器在光照射时产生的光生载流子易向周围扩散，影响调制分辨率。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是，提供一种能够具有高分辨率的半导体太赫兹波空间调制器。

本发明解决所述技术问题采用的技术方案是，

光控柔性半导体太赫兹波空间调制器，其特征在于，包括柔性衬底和以阵列方式设置于柔性衬底表面的半导体片，所述半导体片的底面的最小外接圆直径为0.1mm～6mm。

所述柔性衬底材料的材质为材料为聚二甲基硅氧烷、聚对苯二甲酸乙二醇酯或聚酰亚胺。

所述半导体片的材质为硅、锗或砷化镓。

进一步的，所述半导体片的材质为硅，其表面设置有金属纳米颗粒单层膜，所述金属纳米颗粒单层膜的材质为金或银。阵列中半导体片大小和形状相同，行距和列距为半导体片中心点之间距离，该距离为0.2mm～12mm之间。阵列中的各个半导体片的形状和大小相同。

本发明用“～”表述参数范围，范围皆包含端值。例如，0.1mm～6mm，包含了0.1mm和6mm两个数值点。

本发明的有益效果是，能够明显提高太赫兹时域成像的清晰度，这是由于每 个半导体片之间载流子扩散减弱，使太赫兹波透射率减小。在频域成像中，能够使吸收峰外的部分成像更加清晰。

附图说明

图1是一个实施例的结构示意图。

图2是硅片对太赫兹波的作用示意图，其中a为太赫兹波透过大片硅示意图，b为太赫兹波穿过大片硅透射率曲线图，c为太赫兹波透过小片硅示意图，d为太赫兹波穿过小片硅透射率曲线图。

图3为厚度170微米、不同边长的正方形硅片的太赫兹波时域谱。其中，a为厚度170μm，边长2mm的硅片太赫兹波时域谱，b为厚度170μm，边长1.5mm的硅片太赫兹波时域谱，c为厚度170μm，边长1mm的硅片太赫兹波时域谱，d为厚度170μm、不同边长的硅片太赫兹波透射率对比。