[发明专利]一种基于共振遂穿二极管的太赫兹振荡电路及振荡器

说明书

本发明属于太赫兹技术领域，主要提供了一种基于共振遂穿二极管的太赫兹振荡电路中，其中，共振遂穿二极管用于提供负阻，第一电阻用于提供旁路分流，第一电容用于对太赫兹振荡电路中的寄生电阻和寄生电容产生的寄生低频振荡信号进行过滤，在共振遂穿二极管两端加入工作偏压后使共振遂穿二极管工作在负阻区域，使得太赫兹振荡电路发生持续振荡以产生振荡信号，并驱动负载向外辐射振荡信号，实现了在室温下工作产生太赫兹辐射，并且具有功耗较小以及稳定性较高的特点，解决了现有的太赫兹辐射源因为体积较大，使用过程中需要低温冷却，器件寿命较短，极大的限制了太赫兹辐射源的发展和应用范围的问题。

技术领域

本发明属于太赫兹技术领域，尤其涉及一种基于共振遂穿二极管的太赫兹振荡电路及振荡器。

背景技术

太赫兹波是指频率在0.1到10THz范围的电磁波，其波长在30微米至3毫米之间，该波长范围介于微波和光学光谱(远红外线)之间。太赫兹波因其具有脉宽窄、高带宽、低光子能量、能穿透大部分非金属、非极性物质以及电介质材料，广泛应用于航空航天、海工装备、安防、医疗等领域。

然而，现有的太赫兹辐射源体积较大，使用过程中需要低温冷却，器件寿命较短，极大的限制了太赫兹辐射源的发展和应用范围。

发明内容

本发明的目的在于提供一种基于共振遂穿二极管的太赫兹振荡电路及振荡器，旨在解决现有的太赫兹辐射源体积较大，使用过程中需要低温冷却，器件寿命较短，极大的限制了太赫兹辐射源的发展和应用范围的问题。

本发明提供了一种基于共振遂穿二极管的太赫兹振荡电路，与工作电压源连接，所述太赫兹振荡电路包括：第一电阻、第一电容、第一电感以及用于提供负阻的共振遂穿二极管；所述第一电阻的第一端、所述第一电容的第一端以及所述第一电感的第一端共接于所述工作电压源的正极端，所述第一电阻的第二端以及所述第一电容的第二端共接于所述工作电压源的负极端，所述共振遂穿二极管的第一端与所述第一电感的第二端连接，所述共振遂穿二极管的第二端与所述工作电压源的负极端连接。

可选的，所述共振遂穿二极管为InP基的晶圆层结构。

可选的，所述共振遂穿二极管包括层叠设置的第一电极层、收集层、双势垒量子阱结构、发射层以及第二电极层，其特征在于，所述双势垒量子阱结构包括依次层叠设置的第一AlAs势垒层、第一InGaAs势阱层；

所述第一AlAs势垒层靠近所述收集层，所述第二AlAs势垒层靠近所述发射层。

可选的，所述收集层与所述双势垒量子阱结构之间设置有第一间隔层，所述发射层与所述双势垒量子阱结构之间设置有第二间隔层。

可选的，所述第一电极层和所述第二电极层均包括层叠设置的金属钛层、金属钯层以及金属金层。

本发明还提出了一种基于共振遂穿二极管的振荡器，所述振荡器包括如上述任一项所述的太赫兹振荡电路，所述太赫兹振荡电路形成于介质基片上，所述振荡器还包括与所述太赫兹振荡电路连接的天线。

可选的，所述振荡器还包括形成于所述介质基片上的共面波导。

可选的，所述共面波导包括金属钛层以及金属金层；所述金属钛层形成于所述介质基片上，所述金属金层形成于所述金属钛层上。

可选的，所述太赫兹振荡电路中的第一电感由所述共面波导中的短路共面波导形成。

可选的，所述太赫兹振荡电路中的第一电阻由在所述共面波导上沉积镍铬合金形成。

可选的，所述太赫兹振荡电路中的第一电容由在所述介质基片上依次沉积第一金属层、第一绝缘体层以及第二金属层形成。