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新型太赫兹波发射器

2020-03-20 作者:

太赫兹波在科学技术中变得越来越重要它使科学家能够揭示未来材料的特征。然而,太赫兹波的制造仍然是一个巨大的挑战。

《光:科学与应用》杂志报道,德国亥姆霍兹-德累斯顿-罗森多夫研究中心(HZDR)、德累斯顿理工大学(TUD)和康斯坦茨大学(UOK)的研究人员在这一领域取得了重大进展他们开发了一种新的锗器件,可以产生具有优越特性的太赫兹脉冲:这种脉冲具有良好的宽带频谱,可以同时传输多个太赫兹频率。这种新型锗器件可以通过现有的半导体工业方法制造,并有望在未来得到广泛应用。

类似于光,太赫兹波属于电磁辐射。在光谱中,它们正好处于微波和红外辐射之间。虽然后两者已经进入了人类的日常生活,但是太赫兹波的应用才刚刚开始。原因是研究人员尚未能制造出完美的太赫兹波发射器。

研究人员使用光泵/太赫兹探针光谱学来测试锗器件中的载流子复合现有的

方法是用短激光脉冲照射砷化镓晶体,形成砷化镓电荷载流子电荷被电压加速产生太赫兹波。HZDR物理学家哈拉尔德·施奈德博士解释道:“这种方法有许多缺点例如,它涉及昂贵的特殊激光器,这对于便宜的标准激光器是不可行的。此外,砷化镓晶体只能提供相对窄带的太赫兹脉冲,并且频率范围有限。“

因此,施耐德的团队将注意力转向另一种半导体材料:锗施耐德说:“锗晶体可以用于廉价的光纤激光器它的透明度非常好,有助于传输宽带脉冲。但是出现了一个新问题:如果用短激光脉冲照射纯锗,半导体中的电荷需要几微秒才能消失。然而,激光每隔几十纳秒就发射一次脉冲这种发射速度对锗来说太快了。“

为了克服这个困难,研究人员决定借助贵金属金阿比舍克·辛格博士解释道:“我们使用离子加速器将金原子注入锗晶体金以大约100纳米的速度渗入晶体然后,我们使用热处理使金原子均匀分布在锗晶体中。“当研究人员再次用超短激光脉冲照射掺金锗晶体时,他们发现电荷消失的时间缩短到不到两纳秒新的

方法使太赫兹脉冲的带宽达到70太赫兹,几乎是砷化镓技术的10倍。施奈德说:“我们终于获得了连续的太赫兹光谱。”这将使太赫兹技术的应用更加多样化。此外,锗与硅有很好的兼容性,工程师可以利用现有的微芯片技术来处理锗晶体。“

原创科学界编译:雷新宇编审:阿苗编审:唐

来源:光:科学与应用

序号:2095-5545

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