[发明专利]一种基于高电子迁移率晶体管太赫兹空间相位调制器

摘要

本发明公开了一种基于高电子迁移率晶体管太赫兹空间外部相位调制器。该器件将具有快速响应的高电子迁移率晶体管与新型人工电磁媒质谐振结构相结合，使其具备对自由空间传播的太赫兹波进行快速调相的能力。本调制器是由半导体材料衬底、HEMT外延层、周期人工金属电磁谐振结构以及套接电路组成，通过加载的电压信号控制HEMT外延层中二维电子气的浓度，由此改变人工电磁媒质谐振结构的电磁谐振模式，从而对太赫兹波实现相位调制。该相位调制器可以在很大的带宽内实现90度以上的相位调制深度，最大相位调制深度可达140度左右。并且该器件结构简单、易于加工、调制速度快且使用方便，易于封装。

主权项

1.一种基于高电子迁移率晶体管太赫兹空间相位调制器，该调制器包括：半导体衬底，位于半导体衬底上的外延层，位于外延层上的调制单元阵列、正电极、负电极；所述调制单元阵列中的每个调制单元包括：源级谐振器、漏极谐振器、栅极连接线、半导体掺杂异质结构；其中漏极谐振器与源极谐振器结构完全相同，包括：金属半圆环、“T”形金属馈线，其中“T”形金属馈线由横向枝节和纵向枝节组成，所述“T”形金属馈线的纵向枝节从金属半圆环顶部由外向内贯穿半圆环；漏极谐振器与源极谐振器半圆环开口相对并对称设置于栅极连接线的两侧，在漏极谐振器与源级谐振器半圆环末端的下部设置有半导体掺杂异质结构，用以连接漏极谐振器与源极谐振器，该半导体掺杂异质结构同时位于栅极连接线的下部；所述调制单元阵列中每行阵元共用同一根栅极连接线，各行的栅极连接线连接同一负电极；所述每行调制单元中漏极谐振器的“T”形金属馈线横向枝节依次连通，并连接正电极；所述每行调制单元中源极谐振器的“T”形金属馈线横向枝节依次连通，并连接正电极。