Characterization of Terahertz Emission from High Resistivity Fe-doped Bulk Ga0.69In0.31As Based Photoconducting Antennas

علم و فناوری تراهرتز به دلیل کاربرد آن در طیف گسترده ای از زمینه ها که با توسعه منابع و آشکارسازهای جدید و بهبود یافته تابش تراهرتز امکان پذیر شده است، توجه زیادی را به خود جلب کرده است. این کتاب بر توسعه و توصیف یکی از این منابع تمرکز دارد - یعنی آنتن رسانای نوری با دیافراگم نیمه بزرگ (PC) ساخته شده بر روی انبوه Ga_0.69در_0.31به عنوان بستر. . تحرک حامل فوق سریع بالا، مقاومت بالا، و طول عمر حامل زیر پیکسل ثانیه همراه با فاصله باند کم، Ga_0.69In_0.31 را به عنوان یک کاندید عالی برای امیتر THz مبتنی بر آنتن رایانه شخصی که می‌تواند برانگیخته شود تبدیل کرده است. توسط سیستم های لیزری چند واتی فشرده مبتنی بر Yb برای انتشار THz با قدرت بالا. هدف این تحقیق ارزیابی تأثیر خواص فیزیکی یک آنتن با دیافراگم نیمه بزرگ Ga_0.69In_0.31 بر بازده تولید THz آن است و انگیزه نهایی آن است. هدف از توسعه یک منبع تابش تراهرتز با قدرت بالا برای طیف‌سنجی تراهرتز دامنه زمانی و سیستم‌های تصویربرداری است.

این پایان‌نامه دکترا توسط موسسه پلی‌تکنیک Rensselaer، تروی، ایالات متحده آمریکا پذیرفته شده است.

Terahertz science and technology is attracting great interest due to its application in a wide array of fields made possible by the development of new and improved terahertz radiation sources and detectors. This book focuses on the development and characterization of one such source - namely the semi-large aperture photoconducting (PC) antenna fabricated on Fe-doped bulk Ga_0.69In_0.31As substrate. The high ultrafast carrier mobility, high resistivity, and subpicosecond carrier lifetime along with low bandgap make Ga_0.69In_0.31As an excellent candidate for PC antenna based THz emitter that can be photoexcited by compact Yb-based multiwatt laser systems for high power THz emission. The research is aimed at evaluating the impact of physical properties of a semi-large aperture Ga_0.69In_0.31As PC antenna upon its THz generation efficiency, and is motivated by the ultimate goal of developing a high-power terahertz radiation source for time-domain terahertz spectroscopy and imaging systems.

This Doctoral Thesis has been accepted by Rensselaer Polytechnic Institute, Troy, USA.