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第 2 9 卷, 第 3 期
光谱学与光谱分析 Vol
29, No
3, pp57 7
579
2 0 0 9 年 3 月
Spectro sco py and Spectral Analysis M arch, 2009
太赫兹波频域的 GaAs 材料特性
李九生
中国计量学院太赫兹技术及应用研究所, 中国计量学院信息工程学院, 浙江杭州
310018
摘
要
利用返波振荡器( BWO ) 系统对不同电阻率的 Ga As 在太赫兹波段的透射谱进行了测试, 并对太赫
兹波透射谱进行了计算和分析, 得到不同电阻率的 G aAs 材料在太赫兹波 0
23~ 0
375 T H z 波段范围的折
射率、吸收系数和介电常数实部和虚部等光学特性参数。实验结果表明, 不同电阻率的 G aA s 在整个测试太
赫兹波频段内的折射率, 吸收系数, 介电常数实部和虚部均随着电阻率的增加而增加。高电阻率的 G aA s 材
料对太赫兹波的吸收很小, 其最小吸收系数可达到 3
87
10- 4 cm - 1 。同时也表明采用返波振荡器系统研究
分析 GaA s 在太赫兹波段特性是可行的。研究不同电阻率的 G aAs 在太赫兹波段的光学特性, 对设计高效率
太赫兹波天线具有重要意义。
关键词
返波振荡器( BWO ) ; 砷化镓; 吸收系数
中图分类号: O 434
1
文献标识码: A
DOI: 10
3964/ j
issn
1000
0593( 2009) 03
0577
03
1
71
10- 3 ~ 2
42
108
cm) 在太赫兹波波段的折射率、吸
引
言收系数和介电常数等光学特性参数。从实验上论证了 BWO
系统测试 GaA s 材料的光学特性是可行的, 同时也为 GaA s
太赫兹波是指频率在 0
1~ 10 T H z( 1 T Hz= 1012 Hz) , 材料在太赫兹波频段的应用提供了很好的基础。
波长为 3 000~ 30
m 范围内的电磁波。它在长波段与毫米
波( 亚毫米波) 相重合, 而在短波段与红外线相重合, 太赫兹 1
性能测试
波在电磁波频谱中占有很特殊的位置。由于在相当长时间里
T H z 波源的问题未能很好解决, 太赫兹波科学技术的发展受
测试用的 Ga As 样品由 Sem iconductor Co
提供, 晶向
到很大的限制, 从而使其应用潜能未能发挥出来。研究发现( 100) , 厚度分别为 270, 350 和 475
m, 电阻率分别为 1
71
太赫兹波可用于活体成像、国家安全、生物医学、农业、无
10- 3 , 4
54
107 和 2
42
108
cm, 在本实验测试中分
损检测以及 T H z 通信等许多领域[ 1
8] 。由于太赫兹波具有广别对应 1 号, 2 号和 3 号样品。测试用的 BWO 太赫兹波实验
泛的应用前景, 如今世界上许多国家都开始致力于 T H z 技系统如图 1 所示。测试频率范围从 0
23 到 0
375T Hz。光束
术的研究, 尤其在 T H z 波产生技术、T H