[发明专利]一种太赫兹光电导天线阵列及其探测器

说明书

本发明公开了一种太赫兹光电导天线阵列及其探测器，包括M×N个光电导天线阵元，每个光电导天线阵元中电极间隙g为3μm～20μm，每个光电导天线阵元相互分离。能消除传统太赫兹光电导天线阵列各阵元间的反向输出电流的影响，使得各个阵元输出的信号电流位相一致，被探测的太赫兹波能量利用率增加约为M×N倍，探测信号信噪比提高约为M×N倍。

技术领域

本发明属于光电导天线技术领域，涉及一种太赫兹光电导天线阵列，还涉及上述太赫兹光电导天线阵列的探测器。

背景技术

太赫兹波通常指的是频率在0.1THz～10THz(波长在3mm～30μm)范围内的电磁辐射。相比其他波段，太赫兹电磁波具有其独特的瞬态性、宽带性、相干性和低能性等特点，使其在物体成像、医疗诊断、环境监测、射电天文、宽带移动通讯、卫星通讯和军用雷达等领域具有重大的科学价值和广阔的应用前景。

目前，太赫兹时域光谱系统(THz-TDS)大多采用电光晶体和光电导探测天线两种方式对太赫兹脉冲进行相干探测，其中光电导探测天线的原理本质是当THz-TDS中的探测光脉冲照射在光电导探测天线上产生光生电子-空穴对(自由载流子)，与此同时，被探测的太赫兹脉冲电场加载在光电导天线上，驱动光生载流子，从而在光电导天线中形成光电流信号。由于太赫兹波经过离轴抛物面镜聚焦后的光斑直径约为3mm，而常用的太赫兹光电导探测天线间隙极小(约为3μm～20μm)，使得在探测过程中的太赫兹脉冲的能量利用率低下，调节难度高，信噪比最优约为60dB。太赫兹时域光谱系统要求探测器具有高信噪比、高利用率等特点，而使用光电导探测阵列天线是提高光电导天线探测效率的一个有效途径。由于传统的太赫兹光电导天线阵列存在以下三个关键的技术难点；(1)太赫兹光电导天线阵列中各阵元输出电流的相位难以同步控制；(2)太赫兹光电导天线阵列中各相邻阵元间存在反向输出电流；(3)太赫兹光电导天线阵列中太赫兹脉冲能量利用率低。

发明内容

本发明的目的是提供一种太赫兹光电导天线阵列，能提高光电导天线阵列探测太赫兹波的灵敏度和信噪比。

本发明所采用的技术方案是，一种太赫兹光电导天线阵列，包括M×N个光电导天线阵元，每个光电导天线阵元中电极间隙g为3μm～20μm，每个光电导天线阵元相互分离。

本发明的特点还在于：

相邻两个光电导天线阵元的阵元间距L为100μm～300μm。

每个光电导天线阵元中极间宽度w为10μm～30μm。

每个光电导天线阵元中天线长度l为30μm～90μm。

本发明的另一目的是提供一种太赫兹光电导天线阵列的探测器。

本发明所采用的另一种技术方案是，一种太赫兹光电导天线阵列的探测器，包括电路板，电路板上安装有M×N个相互分离的支撑衬底，每个支撑衬底上安装有光电导天线阵元，每个光电导天线阵元的正负极焊点分别与电路板的正负极焊点对应连接；

光电导天线阵元为上述光电导天线阵元。

电路板设置有BNC端口。

支撑衬底的材料包括砷化镓、高阻硅、砷化铟、锑化锌、硒化镓、磷化铟、铟镓砷中的任意一种。

本发明的有益效果是：

本发明的太赫兹光电导天线阵列，能消除传统太赫兹光电导天线阵列各阵元间的反向输出电流的影响，使得各个阵元输出的信号电流位相一致，被探测的太赫兹波能量利用率增加约为M×N倍，探测信号信噪比提高约为M×N倍。

附图说明

图1是本发明一种太赫兹光电导天线阵列的结构示意图；

图2是本发明一种太赫兹光电导天线阵列的一种实施例的结构示意图；