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期刊信息
  • 主管单位:
  • 中国科学技术协会
  • 主办单位:
  • 中国仪器仪表学会、上海光学仪器研究所、中国光学学会工程光学专业委员会
  • 主  编:
  • 庄松林
  • 地  址:
  • 上海市军工路516号上海理工大学《光学仪器》编辑部
  • 邮政编码:
  • 200093
  • 联系电话:
  • 021-55270110
  • 电子邮件:
  • gxyq@usst.edu.cn
  • 国际标准刊号:
  • 1005-5630
  • 国内统一刊号:
  • 31-1504/TH
  • 邮发代号:
  • 单  价:
  • 15.00
  • 定  价:
  • 90.00
基于偶极天线的石墨烯太赫兹光热电探测器研究
Graphene photothermoelectric terahertz detector based on dipole antenna
投稿时间:2024-03-28  
DOI:10.3969/j.issn.1005-5630.202403280063
中文关键词:  太赫兹  石墨烯  偶极天线  探测器
英文关键词:terahertz  graphene  dipole antenna  detector
基金项目:国家自然科学基金(62201349, 61731020)
作者单位邮编
张锦华 上海理工大学 光电信息与计算机工程学院 200093
田汶翔 上海理工大学 光电信息与计算机工程学院 200093
郭旭光* 上海理工大学 光电信息与计算机工程学院 200093
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中文摘要:
      光热电型的太赫兹探测器能有效地把光信号转化为电信号,并且具有零偏、室温、高灵敏等显著优势,在安检成像、无损检测和生物医学等方面具有重要的潜在应用价值。设计了一种基于光热电效应的石墨烯太赫兹探测器,该探测器将偶极天线作为非对称光耦合结构,利用偶极天线将空间中自由传播电磁能量局域在沟道处,通过增强局域电场来提高光吸收,在石墨烯沟道中获得非对称温度分布,产生了实现光热电响应,从而实现了偶极共振频率处的高灵敏太赫兹探测。探测器的性能指标主要有响应率Rv和噪声等效功率。在室温、零偏工作模式下,将局域电场强度提升了1~2个数量级,探测器电压响应率达到400 V/W,噪声等效功率低至22 pW·Hz?1/2,结果表明该共振耦合结构能有效实现电磁能量局域增强,在太赫兹高灵敏探测上具有重要的应用前景。
英文摘要:
      Photothermoelectric terahertz detectors can effectively convert optical signal into electrical signals, and have significant advantages such as zero bias, room-temperature operating condition, high sensitivity, etc., which has great potential applications in secu rity imaging, non-destructive testing and biomedicine. We design a graphene terahertz detector based on photothermoelectric effect. The detector uses the dipole antenna as an optical coupling structure to localize the electromagnetic energy into the slit region of the antenna, enhance the local electric field by improving the light absorption, and provide an asymmetric temperature gradient distribution for the carrier movement in graphene. The main performance indexes of the detector are response rate Rv and noise equivalent power (NEP). At room temperature and in zero-bias mode, the local electric field is increased by 1 to 2 orders of magnitude, and the noise equivalent power is as low as 22 pW·Hz?1/2, indicating that the resonant coupling structure can effectively realize the local enhancement of electromagnetic energy, and has important applications in terahertz highly sensitive detection.
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