[发明专利]阵列式太赫兹辐射源及其制造方法

说明书

本发明实施例公开阵列式太赫兹辐射源及其制造方法。其中，所述阵列式太赫兹辐射源包括衬底和多个第一阵列单元，所述多个第一阵列单元在所述衬底上呈阵列排布，每个所述第一阵列单元包括天线、真空通道层和光阴极，所述天线包括馈电带和天线臂，所述馈电带和所述天线臂相连，所述馈电带和所述天线臂设置在所述衬底上，在所述真空通道层设置真空通道，所述真空通道贯穿所述真空通道层，所述馈电带和所述光阴极设置在所述真空通道的两端，所述光阴极、所述真空通道层和所述馈电带之间形成密封腔，在所述光阴极与所述真空通道相对的一侧设置光阴极基底。本发明实施例提供的阵列式太赫兹辐射源及其制造方法，提高了太赫兹辐射源的功率。

技术领域

本发明实施例涉及光电子技术领域，具体涉及阵列式太赫兹辐射源及其制造方法。

背景技术

太赫兹(THz)电磁波的频率范围为0.1～10THz，波长范围为0.03～3mm，它是一种介于微波、毫米波与红外线之间的电磁波。太赫兹辐射在物理、化学、天文学、分子光谱、生命科学和医药科学等基础领域，以及医学成像、环境监测、材料检测、食品检测、射电天文、移动通讯、卫星通信和军用雷达等应用研究领域有重大的科学研究价值和广阔的应用前景。

集成了天线的可调连续波太赫兹源目前主要有两类，分别是基于光导天线的光混频器和基于高速单行载流子光探测器(UTC-PD)。两种技术方案均使用了光学拍频技术作为调谐光源，主要的区别在于两个天线臂之间的感光器件。光导天线光混频器是在半导体光导材料上制作天线，常用的光导材料有低温生长的砷化镓、磷化铟等，常用的天线类型有蝶形天线(Bowtie)和对数螺旋天线。而基于高速单行载流子光探测器连续波太赫兹源主要是在UTC-PD的二极分别加载天线臂，主要的天线类型为Bowtie。由于上述这两种器件的太赫兹信号均是在固态半导体器件中产生，而太赫兹载流子在向两个天线电极运动的时候，因为晶格散射等因素的存在使太赫兹载流子能量损耗较大；此外，太赫兹载流子的总量受到限制。因此，上述这两种连续波太赫兹源的功率都较低，在纳瓦至微瓦级别。

因此，如何提出一种阵列式太赫兹辐射源，能够提高太赫兹辐射源的功率成为业界亟待解决的重要课题。

发明内容

针对现有技术中的缺陷，本发明实施例提供阵列式太赫兹辐射源及其制造方法。

一方面，本发明实施例提出一种阵列式太赫兹辐射源，包括衬底和多个第一阵列单元，所述多个第一阵列单元在所述衬底上呈阵列排布，每个所述第一阵列单元包括天线、真空通道层和光阴极，其中：

所述天线包括馈电带和天线臂，所述馈电带和所述天线臂相连，所述馈电带和所述天线臂设置在所述衬底上，在所述真空通道层设置真空通道，所述真空通道贯穿所述真空通道层，所述馈电带和所述光阴极设置在所述真空通道的两端，所述光阴极、所述真空通道层和所述馈电带之间形成密封腔，在所述光阴极与所述真空通道相对的一侧设置光阴极基底。

另一方面，本发明实施例还提供一种阵列式太赫兹辐射源，包括衬底、多个第二阵列单元和天线臂，所述多个第二阵列单元在所述衬底上呈阵列排布，每个所述第二阵列单元包括馈电带、真空通道层和光阴极，其中：

每个所述第二阵列单元的馈电带和所述天线臂设置在所述衬底上，每个所述第二阵列单元的馈电带与所述天线臂相连，在所述真空通道层设置真空通道，所述真空通道贯穿所述真空通道层，所述馈电带和所述光阴极设置在所述真空通道的两端，所述光阴极、所述真空通道层和所述馈电带之间形成密封腔，在所述光阴极与所述真空通道相对的一侧设置光阴极基底。

又一方面，本发明实施例还提供一种阵列式太赫兹辐射源，包括衬底和多个第三阵列单元，所述多个第三阵列单元在所述衬底上呈阵列排布，每个所述第三阵列单元包括多个第四阵列单元和天线臂，所述多个第四阵列单元在所述衬底上呈阵列排布，每个所述第四阵列单元包括馈电带、真空通道层和光阴极，其中：