[发明专利]一种宽频带太赫兹波探测器

说明书

本发明涉及一种宽频带太赫兹波探测器，包括若干个中心频率不同的太赫兹波探测器，每个太赫兹波探测器包括天线和场效应晶体管，所述天线采用嵌套结构，使中心频率高的太赫兹波探测器放置在中心频率低的太赫兹波探测器内侧，若干个中心频率不同的太赫兹波探测器的输出信号相加作为输出探测信号。本发明将若干中心频率不同的太赫兹波探测器的输出信号相加作为输出探测信号，从而实现宽频探测，解决了现有CMOS太赫兹波探测器探测带宽窄的问题；环形天线可实现嵌套结构，从而减少了整体宽频带太赫兹波探测器的面积；通过使环形天线接地或者接固定偏置电压使得场效应晶体管有直流通路，从而不需要额外引线来为场效应晶体管源极提供偏置电压。

技术领域

本发明涉及太赫兹波探测技术领域，具体地说是一种宽频带太赫兹波探测器。

背景技术

太赫兹(terahertz，THz)波通常是指频率在0.1-10THz范围内波长介于毫米波与远红外之间的电磁波。太赫兹波有许多独特的特点，使其在安全检查、成像、天文观测、生物医学、无损检测、雷达、通信等诸多领域有着广泛应用前景。太赫兹波探测器是研究太赫兹波技术的基础模块。由于互补金属氧化物半导体(CMOS)工艺具有体积小、易大规模集成等特点,近些年来CMOS太赫兹波探测器被广泛研究。然而现有的CMOS太赫兹波探测器的研究工作大都仅实现窄带探测，不能满足宽频探测的应用场合中，例如物体的太赫兹波频谱分析的应用。而一些成熟的商用宽频探测器，如高莱探测器、测热辐射计(Bolometer)、热释电探测器等又因其体积庞大而难以实现大规模面阵设计，因此具有高集成度的超宽频带太赫兹波探测器有着广泛的应用前景。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明提供一种宽频带太赫兹波探测器，解决现有CMOS太赫兹波探测器探测带宽窄的问题。

本发明为实现上述目的所采用的技术方案是：

一种宽频带太赫兹波探测器，包括若干个中心频率不同的太赫兹波探测器，每个太赫兹波探测器包括天线和场效应晶体管，所述天线采用嵌套结构，使中心频率高的太赫兹波探测器放置在中心频率低的太赫兹波探测器内侧，若干个中心频率不同的太赫兹波探测器的输出信号相加作为输出探测信号。

所述天线引出两个端口，通过端口连接场效应晶体管。

所述通过端口连接场效应晶体管包括：

天线引出的第一个端口连接场效应晶体管的源极，场效应晶体管的栅极上加载固定直流偏置电压，场效应晶体管的漏极用于输出信号；

天线引出的第二个端口接地或加载固定偏置电压，用于为场效应晶体管提供直流通路。

所述通过端口连接场效应晶体管包括：

天线引出的第一个端口连接一个场效应晶体管的源极；

天线引出的第二个端口连接另一个场效应晶体管的源极；

两个场效应晶体管的栅极相连并加载固定直流偏置电压；

两个场效应晶体管的漏极相连，用于输出信号；

在天线的中点位置处14接地或加载固定偏置电压，用于为场效应晶体管提供直流通路。

所述天线为环形天线。

所述环形天线为圆环天线或矩形环天线。

所述场效应晶体管为金属-氧化物-半导体场效应晶体管或结型场效应晶体管。

本发明具有以下有益效果及优点：

1.本发明将若干中心频率不同的太赫兹波探测器的输出信号相加作为输出探测信号，从而实现宽频探测，解决了现有CMOS太赫兹波探测器探测带宽窄的问题；