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德国研制出带宽70THz的新型太赫兹波发射机

来源:信息发布     作者:信息发布人员     发布时间:2020年04月24日     浏览次数:         

  据德国亥姆霍兹德累斯顿罗森道夫研究中心(HZDR)官网近日报道,该中心一个联合研究团队开发出一款可生成太赫兹短脉冲的锗元件。

  目前公认的一个生成太赫兹波的方法就是基于砷化镓晶体。如果砷化镓晶体受到短激光脉冲的照射,就会形成砷化镓载流子。施加电压可以加速这些电荷的运动,从而生成太赫兹波,这种机制基本上与甚高频(VHF)发射机天线塔的机制相同,这些天线塔中运动的电荷产生了无线电波。这种方法有两个缺点:一是它只能通过相对较贵的特殊激光器来操控,不能通过我们在光纤通信中使用的激光器来操控;二是砷化镓晶体只能发出相对窄带的太赫兹脉冲,其频率范围有限,从而大大限制了应用范围。

  HZDR采用对锗晶体进行金原子掺杂的方法加速载流子的移动速度,当短激光脉冲照射金掺杂的锗晶体时,载流子在晶体中移动两纳秒后一次消失了,比未掺杂之前的速度快千倍,此时,金就像陷阱,有助于捕捉以及中和电荷,使锗晶体能够被激光脉冲以很高的重复率轰击且正常工作。

  采用这种新方法实现了带宽达70THz的多功能太赫兹波源。由于锗与硅兼容且能够采用标准的光纤激光器照射,因此,这种新型的锗太赫兹发射机结构紧凑、成本低廉,在太赫兹传感器领域具有广泛的应用前景。

  (编译自《Light: Science & Applications》