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本文主要内容为半导体材料碲化锌(ZnTe)晶体中太赫兹(THz)辐射研究。借助泵浦-探测技术研究了ZnTe晶体中光学整流产生的THz辐射,利用ZnTe晶体线性电光效应(Pockels效应)探测THz辐射场分布,并对反应离子刻蚀(RIE)ZnTe晶体的反射光谱进行了研究。
首先总结了THz辐射产生和探测的不同物理机制和辐射特性,以及THz辐射在诸多方面的应用。
其次,利用泵浦-探测技术研究了俄罗斯RMT公司生产的<110>立方闪锌矿结构ZnTe晶体通过光学整流产生的THz辐射,观察到了较窄(约为0.2ps)的THz场分布及相应较宽(响应超过4THz,半峰宽约为2.4THz)的THz频谱,并运用琼斯矩阵对实验结果进行了理论拟合。
再者,同时研究了RIE刻蚀ZnTe晶体中THz辐射场分布,比较了刻蚀前后以及不同刻蚀条件下p-ZnTe晶体的远红外反射光谱与泵浦-探测反射谱,获得RIE刻蚀后ZnTe晶体损伤层平均厚度和不同RIE刻蚀条件下THz辐射场分布,得到了不同RIE刻蚀条件对ZnTe晶体线性电光系数、THz波形半峰宽与频谱的影响。
最后,提出了使用ZnTe晶体面元构建了一个THz辐射波二维电光面阵成像系统探测方法的构想,主要创新之处就在于采用二维面阵取代现有的单块THz探测器。