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臺灣博碩士論文加值系統

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研究生:陳堂偉
論文名稱:磁場為基礎的兆赫波波源之研究
論文名稱(外文):The study of magnetic field based terahertz emitter
指導教授:洪勝富
學位類別:碩士
校院名稱:國立清華大學
系所名稱:電子工程研究所
學門:工程學門
學類:電資工程學類
論文種類:學術論文
論文出版年:2002
畢業學年度:90
語文別:中文
中文關鍵詞:兆赫波磁場
外文關鍵詞:THzMagnetic field
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摘要
  為了能讓兆赫波在影像,感測等方面更加的實用化,發展出輻射強度更強,使用上更簡便的兆赫波波源是一個相當重要的研究方向。目前利用超短脈衝雷射激發兆赫波的方式有很多種,而為了要產生功率更強的兆赫波波源,利用表面電場和外加磁場是較可行的方式。
本論文主要的目的在研究半導體在表面電場和外加的磁場作用下,由超短脈衝雷射激發砷化銦材料產生兆赫波輻射現象。我們改變半導體的表面狀態,針對不同的磁場強度,不同的磁場極化方向,改變不同的溫度,觀察在這些不同的情況下兆赫波輻射情形,期望能得到砷化銦最佳的輻射效率。我們也試著使用不同的材料,改變不同的溫度,比較溫度對它們輻射效率的影響與砷化銦的差異,而由於產生兆赫波的物理機制細微的討論起來相當複雜,因此我們只能給一個簡單的假設,並不能完整的解釋我們觀察到的現象。
另外在實驗中,我們發現以短脈衝雷射照射砷化銦的表面,可以產生頻率超過2THz以上的兆赫波,這與國外學術團體研究成果相符合,但是我們在1THz~2THz附近的頻段卻無法得到良好的訊號,這可能是被我們偵測系統中所使用的碲化鋅電光晶體吸收所造成,未來我們可以試著使用厚度較薄的碲化鋅做為偵測器,來驗證1THz~2THz附近的頻段是否真的是被碲化鋅所吸收,抑或頻率超過2THz以上的兆赫波,是否是其他的機制所產生的。

目錄
第一章 序論
1-1 前言…………………………….……………………………………1
1-2 兆赫輻射波源……………………………………………………….1
1-3 論文目的與動機…………………………………………………….2
1-4 論文架構…………………………………………………………….3
第二章 理論與原理分析
2-1 前言………………………………………………………………….4
2-2 大孔徑光導天線輻射原理………………………………………….4
2-3 磁場增強THz輻射機制……………………………………………6
2-3-1 表面電場……………………………………………………….6
2-3-2 電偶極近似…………………………………………………..7
2-3-3 磁場效應……………………………………………………….8
2-4 非線性晶體的電光效應…………………………………………...10
2-4-1 碲化鋅晶體的線性電光效應………………………………...10
2-4-2 電光調制……………………………………………………...14
附圖……………………………………………………………………..16
第三章 實驗系統裝置及架構
3-1時間解析激發-探測原理介紹…………………………………...…22
3-2 雷射光源…………………………………………………………...23
3-3 THz發射器…………………………………………………………24
3-3-1 電流脈衝式的兆赫波發射器………………………………...24
3-3-2 磁場增強式的兆赫波發射器………………………………...24
3-4 偵測系統…………………………………………………………...25
附圖……………………………………………………………………..26
第四章 實驗結果與討論
4-1 前言……………………………………………………...…………36
4-2 室溫下磁場強度變化實驗………………………………………...36
4-2-1 未加磁場的兆赫波………………………………………...…37
4-2-2 外加磁場作用下的TE極化方向的兆赫波………………….37
4-2-3 外加磁場作用下的TM極化方向的兆赫波…………………39
4-3 降溫對兆赫波輻射強度影響的實驗……………………………...40
4-3-1 未經處理過的砷化銦樣品降溫實驗………………………...40
4-3-2 經HCl處理過後的砷化銦樣品降溫實驗…………………....42
4-4 不同材料激發兆赫波降溫實驗…………………………………...43
附圖……………………………………………………………………..45
第五章 結論與展望……………………………………………………81
參考文獻………………………………………………………………..83

參考文獻
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Pulse,” IEEE , 1998
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[22] 曾祥仁,利用碲化鋅的電光效應研究次毫米電磁脈衝的時空分布,清華大學物理系碩士論文,民87
[23] 傅源豫,磁場作用下砷化銦輻射兆赫波之效率研究,清華大學電子所碩士論文,民89

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