砷化镓纳米柱阵列太赫兹波发射装置及制造方法制造方法及图纸

本发明专利技术涉及太赫兹波发射装置，为提高纳米超材料对光电导天线性能的调制能力，实现增大光电流，提高天线的辐射功率和效率，同时减小飞秒激光在半导体中的趋肤深度，使载流子漂移运动方向更好的束缚在半导体表面。为此，本发明专利技术采用的技术方案是，砷化镓纳米柱阵列太赫兹波发射装置及制造方法，由纳米结构层、光电导天线和硅透镜构成，纳米结构层由固定间隔周期性排列的柱状单元结构组成，纳米结构层布设在光电导天线衬底层正面的两根平行金属电极中间，所述柱状单元的一端与衬底层相连；硅透镜贴在光电导天线衬底层背面。本发明专利技术主要应用于太赫兹波发射装置的设计制造场合。

Gallium arsenide nanoscale array terahertz wave launcher and manufacturing method thereof

The invention relates to a terahertz wave transmitting device, in order to improve the modulation ability of nano-metamaterial to the performance of a photoconductive antenna, increase the photocurrent, improve the radiation power and efficiency of the antenna, and at the same time reduce the skin depth of femtosecond laser in the semiconductor, so that the carrier drift direction is better bound to the semiconductor surface. Therefore, the technical scheme adopted by the invention is that the GaAs nano-column array terahertz wave transmitting device and the manufacturing method are composed of a nano-structure layer, a photoconductive antenna and a silicon lens, and the nano-structure layer is composed of a cylindrical unit structure arranged periodically at fixed intervals, and the nano-structure layer is arranged on the front of the substrate layer of the photoconductive antenna. In the middle of two parallel metal electrodes, one end of the cylindrical unit is connected with the substrate layer, and the silicon lens is attached to the back of the substrate layer of the photoconductive antenna. The invention is mainly applied to the design and manufacture of terahertz wave launchers.

【技术实现步骤摘要】
砷化镓纳米柱阵列太赫兹波发射装置及制造方法
本专利技术是一种用于发射太赫兹波的砷化镓纳米柱阵列，该结构可用于太赫兹时域光谱系统发射极天线上，有望提高太赫兹时域光谱系统的太赫兹辐射功率和效率。具体讲,涉及用于发射太赫兹波的砷化镓纳米柱阵列。
技术介绍
太赫兹波(Terahertzwave，THzwave)是指频率为0.1-10THz的电磁波，它在电磁频谱中位于微波和红外辐射之间。由于太赫兹波段具有较低的光子能量、特异的穿透性和丰富的物质指纹谱等特性，使其可应用于无线通信、无损检测、人体安检、危化监测和医学诊断等重要领域。在与太赫兹技术相关的诸多研究领域中，太赫兹辐射源[1,2]的研究占据着关键位置。光电导天线[3-5]作为目前最广泛使用的脉冲太赫兹波发射器和探测器之一，备受研究者们的关注，它有着广泛的应用价值，可以应用在高分辨率成像及材料的太赫兹频谱分析等方面。太赫兹光电导发射天线的一种典型结构由光敏半导体基片和蒸镀在其上面的一对共面传输线(金属电极)组成，当用飞秒激光脉冲照射几十微米宽的电极间隙时，在该区域产成大量的载流子，载流子在加载于金属电极上的偏置电压的作用下加速运动形成瞬态光本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种砷化镓纳米柱阵列太赫兹波发射装置，其特征是，由纳米结构层、光电导天线和硅透镜构成，纳米结构层由固定间隔周期性排列的柱状单元结构组成，纳米结构层布设在光电导天线衬底层正面的两根平行金属电极中间，所述柱状单元的一端与衬底层相连；硅透镜贴在光电导天线衬底层背面。

【技术特征摘要】
1.一种砷化镓纳米柱阵列太赫兹波发射装置，其特征是，由纳米结构层、光电导天线和硅透镜构成，纳米结构层由固定间隔周期性排列的柱状单元结构组成，纳米结构层布设在光电导天线衬底层正面的两根平行金属电极中间，所述柱状单元的一端与衬底层相连；硅透镜贴在光电导天线衬底层背面。2.如权利要求1所述的砷化镓纳米柱阵列太赫兹波发射装置，其特征是，所述衬底层是一种厚度均匀的本征GaAs层，纳米结构层的材料也是本征GaAs。3.如权利要求1所述的砷化镓纳米柱阵列太赫兹波发射装置，其特征是，工作波长为800纳米时，柱状单元的排列周期为350纳米，高度为150纳米，边长为164纳米，衬底层厚度为650微米。4.如权利要求1所述的砷化镓纳米柱阵列太赫兹波发射装置，其特征是，光电导天线两电极之间的电流密度满足：J(t)＝N(t)eμEb，其中N(t)是时变的光生自...

【专利技术属性】
技术研发人员：谷建强，王可蒙，余晴，欧阳春梅，田震，韩家广，张伟力，
申请(专利权)人：天津大学，
类型：发明
国别省市：天津,12