[发明专利]基于边入射光混频器的THz天线阵列

说明书

技术领域

本发明涉及光电子器件领域，特别涉及一种基于边入射光混频器的THz天线阵列。

背景技术

频率在0.1-10THz(1THz＝10¹²Hz)范围内的电磁波被称为太赫兹(THz)波。由于其在电磁波谱中的特殊位置，THz波在物理、化学、天文学、生命科学和医药科学等基础研究领域，以及安全检查、医学成像、环境监测、食品检验、射电天文、无线通信和武器制导等应用研究领域均具有巨大的科学研究价值和广阔的应用前景。THz波的产生是THz科学技术发展和应用的关键。在众多种类的THz源中，基于半导体光混频器件的THz源同时具有低成本、结构紧凑、室温工作等优点，有助于促进THz技术在科研及日常生活中的普及应用，近年来受到越来越多的关注。在这种THz源中，两束不同频率的光在半导体混频器中混频，所产生的THz信号由与混频器电极相连接的THz天线发射出去。

对有限的单元天线输出功率，制作天线阵列是大幅度提高THz波输出功率的有效途径。假设位于r_j处的阵列单元的电场为：

其中为相对相位。如果驱动光束在各个阵列单元间的光程差远小于光源的相干长度，则每个阵列单元的辐射彼此相干(由于可用做光源的DFB激光器的线宽在MHz数量级，其相干长度长达数米，所以这个要求很容易满足)。如果在空间处所有的阵列单元辐射的相位都为2π的整数倍，即

则各个阵列单元的辐射发生相长干涉，总强度为，

Itot(r→)=|Σj=0NE→j(r→,t)|2=|e-iωtΣj=0NE0,j(r→-r→j)|2]]>