Shaping the spectrum of terahertz photoconductive antenna by frequency-dependent impedance modulation

Abstract

In this paper, we report on an approach for shaping the spectra of THz pulse generation in photoconductive antennas (PCAs) by frequency-dependent impedance modulation. We introduce a theoretical model describing the THz pulse generation in PCAs and accounting for impedances of the photoconductor and of the antenna. In order to showcase an impact of frequency-dependent impedance modulation on the spectra of THz pulse generation, we applied this model to simulating broadband PCAs with log-spiral topology. Finally, we fabricated two different log-spiral PCAs and characterized them experimentally using the THz pulsed spectroscopy. The observed results demonstrate excellent agreement between the theoretical model and experiment, justifying a potential of shaping the spectra of THz pulse generation in PCA by modulation of frequency-dependent impedances. This approach makes possible optimizing the PCA performance and thus accommodating the needs of THz pulsed spectroscopy and imaging in fundamental and applied branches of THz science and technologies. arXiv:1808.06592v1 [physics.app-ph]

Излучательная Эффективность Терагерцовых Антенн С Традиционной Топологией И Металлической Метаповерхностью: Сравнительный Анализ

“…В конце, на поверхность готовой ФПА наносился просветляющий слой Al2O3 толщиной 180 nm. Технология изготовления образцов антенн подробно описана в работах [41][42][43][44].…”

“…Регистрация спектров излучения образцов ФПА при разных значениях средней мощности лазерной накачки и приложенного напряжения смещения проводилась с помощью оригинального THz импульсного спектрометра во временной области [44,45]. В качестве источника излучения был использован исследуемый образец ФПА, а в качестве приемника -коммерческий ФПАприемник TERRA-8 (Menlosystems) типа " обвернутый диполь" (wrapped dipole).…”

“…В работах [46,47] показано, что максимальная интегральная мощность THz излучения ФПА ограничена запасенной в зазоре антенны энергией. Для оценок, пренебрегая влиянием согласования импедансов фотопроводника и антенны на передачу мощности в антенну [44], можно считать P max ∼ (U 2 b /R a ) f L τ THz , где полная длительность THz сигнала τ THz ∼ 3R a C a ∼ 1 ps, а R a -действительная часть импеданса антенны для частот до ∼ 1.5−2.0 THz, C a -емкость зазора антенны. Соответственно, для типичных значений…”

Температурная эволюция диэлектрического отклика alpha-лактозы моногидрата в терагерцовом диапазоне частот

“…Hungrana KFT" (Венгрия). Спектры пропускания и фазового сдвига в ТГц диапазоне измерены на лабораторном спектрометре с временным разрешением (TDS) [5,6,22].…”

“…К преимуществам данного метода следует отнести низкую ионизирующую способность ТГц излучения и незначительное рассеяние ТГц излучения микрокристаллическими образцами [3,4]. Аппаратура ТГц импульсной спектроскопии не требует применения высокого напряжения или сильных магнитных полей и может быть выполнена в компактном и доступном варианте [5,6]. Хотя частотный диапазон, перекрываемый ТГц импульсной спектроскопией, меньше чем для традиционных методов ИК спектроскопии и КРС, этот метод является самодостаточным или может применяться в качестве дополнительного аналитического инструмента.…”