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高功率太赫兹脉冲半导体探测器的分析与设计

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王光强, 王建国, 童长江, 李小泽, 王雪锋. 2011: 高功率太赫兹脉冲半导体探测器的分析与设计, 物理学报, 60(3): 143-149.
引用本文: 王光强, 王建国, 童长江, 李小泽, 王雪锋. 2011: 高功率太赫兹脉冲半导体探测器的分析与设计, 物理学报, 60(3): 143-149.
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Wang Guang-Qiang, Wang Jian-Guo, Tong Chang-Jiang, Li Xiao-Ze, Wang Xue-Feng. 2011: Analysis and design of semiconductor detector for high-power terahertz pulse, Acta Physica Sinica, 60(3): 143-149.
Citation: Wang Guang-Qiang, Wang Jian-Guo, Tong Chang-Jiang, Li Xiao-Ze, Wang Xue-Feng. 2011: Analysis and design of semiconductor detector for high-power terahertz pulse, Acta Physica Sinica, 60(3): 143-149.
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高功率太赫兹脉冲半导体探测器的分析与设计

  • 清华大学工程物理系,北京,100084

  • 西北核技术研究所,西安,710024

Analysis and design of semiconductor detector for high-power terahertz pulse

  • 摘要: 设计了一种基于半导体热电子效应的0.14 THz高功率脉冲探测器.首先根据探测器的结构特点,分析了探测器的工作原理,并推导了探测器的相对灵敏度表达式.接着采用三维电磁场时域有限差分法,模拟计算了探测器的电压驻波比和线性区的相对灵敏度.在优化的结构参数下,探测器在0.14 THz波段的电压驻波比不大于1.3,相对灵敏度约为0.6 kW-1,且在0.13-0.16 THz频带内波动不超过10%.然后讨论了焦耳热效应对探测器的影响,考察了太赫兹脉冲宽度与输出电压变化率的关系.最后对探测器的检波模拟和分析结果表明,探测器最大承受功率约为2.2 kW,线性工作区最大功率达数十瓦,响应时间为皮秒量级,可完成0.14 THz纳秒级高功率太赫兹脉冲的直接测量,提高其功率测量的精度.
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出版历程
  • 刊出日期:  2011-03-30

高功率太赫兹脉冲半导体探测器的分析与设计

  • 清华大学工程物理系,北京,100084
  • 西北核技术研究所,西安,710024

摘要: 设计了一种基于半导体热电子效应的0.14 THz高功率脉冲探测器.首先根据探测器的结构特点,分析了探测器的工作原理,并推导了探测器的相对灵敏度表达式.接着采用三维电磁场时域有限差分法,模拟计算了探测器的电压驻波比和线性区的相对灵敏度.在优化的结构参数下,探测器在0.14 THz波段的电压驻波比不大于1.3,相对灵敏度约为0.6 kW-1,且在0.13-0.16 THz频带内波动不超过10%.然后讨论了焦耳热效应对探测器的影响,考察了太赫兹脉冲宽度与输出电压变化率的关系.最后对探测器的检波模拟和分析结果表明,探测器最大承受功率约为2.2 kW,线性工作区最大功率达数十瓦,响应时间为皮秒量级,可完成0.14 THz纳秒级高功率太赫兹脉冲的直接测量,提高其功率测量的精度.

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