光電導(dǎo)天線產(chǎn)生太赫茲波的研究.pdf

1、近年來(lái)，太赫茲波的研究在世界范圍內(nèi)受到了極大的關(guān)注，開發(fā)電磁波譜中這個(gè)尚未得到廣泛應(yīng)用的最后一個(gè)波段的技術(shù)變得越來(lái)越重要。太赫茲輻射源是限制太赫茲波在各個(gè)領(lǐng)域?qū)嶋H應(yīng)用的決定性因素之一。如何才能有效地產(chǎn)生大功率，高能量，高效率且能在室溫下運(yùn)轉(zhuǎn)的寬頻帶太赫茲輻射源是當(dāng)前太赫茲研究需要重點(diǎn)解決的現(xiàn)實(shí)問(wèn)題。光電導(dǎo)天線(Photoconductive Antenna，簡(jiǎn)稱PCA)是目前產(chǎn)生脈沖太赫茲輻射源最常用的方法，以其良好的性能、廣闊的應(yīng)用前

2、景成為一個(gè)熱門研究課題。
　　 論文采用時(shí)域有限差分(FDTD)法，基于Matlab軟對(duì)光電導(dǎo)天線產(chǎn)生太赫茲波的輻射過(guò)程和電磁場(chǎng)的空間分布進(jìn)行了模擬計(jì)算；用時(shí)域有限差分(FDTD)法計(jì)算太赫茲波通過(guò)金屬狹縫的增強(qiáng)特性。首先對(duì)光電導(dǎo)天線產(chǎn)生太赫茲波的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和組成進(jìn)行了分析，指出了影響太赫茲波輻射功率的主要因素；用“電流瞬沖”模型揭示了光電導(dǎo)天線輻射太赫茲波的微觀機(jī)制，推導(dǎo)了其輻射場(chǎng)強(qiáng)和功率的計(jì)算公式；并結(jié)合量子力學(xué)和統(tǒng)計(jì)物理的理

3、論，用Drude模型計(jì)算了太赫茲波和物質(zhì)作用時(shí)的復(fù)介電常數(shù)和復(fù)折射率。其次，從天線輻射計(jì)算中的角度，介紹了電磁波時(shí)域有限差分法(FDTD)的基本理論，并對(duì)計(jì)算時(shí)需要考慮的相關(guān)問(wèn)題進(jìn)行了分析討論。第三，對(duì)光電導(dǎo)天線輻射太赫茲波進(jìn)行了建模和程序設(shè)計(jì)，對(duì)模擬結(jié)果以偽彩色圖直觀地顯示了天線輻射特性的方向圖；并結(jié)合模擬結(jié)果對(duì)光電導(dǎo)天線的特性參數(shù)進(jìn)行了計(jì)算。最后，在理論分析和模擬計(jì)算的基礎(chǔ)上，對(duì)天線的電極結(jié)構(gòu)和電極材料提出了提高輻射功率的改進(jìn)方法；