氖燈輝光放電THz波探測(cè)器的機(jī)理及應(yīng)用研究.pdf

1、由于太赫茲波具有異于其他波段的特性，太赫茲技術(shù)在軍事科技、寬帶通信、醫(yī)學(xué)探測(cè)和空間科學(xué)等方面都有無(wú)限的應(yīng)用潛能。但是目前常用的探測(cè)設(shè)備價(jià)格昂貴、對(duì)工作環(huán)境要求嚴(yán)格，這些條件極大的限制了太赫茲技術(shù)的實(shí)驗(yàn)運(yùn)作和實(shí)際應(yīng)用。輝光放電探測(cè)器(GDD)具有快的響應(yīng)速度、可在室溫工作、價(jià)格低及耐高電學(xué)性等特點(diǎn)，為太赫茲探測(cè)器的研制提出了新的方向。
　　本文介紹了利用氖燈制備GDD，并測(cè)試了GDD的放電特性、不同放電狀態(tài)下GDD對(duì)太赫茲信號(hào)的響應(yīng)

2、率及信噪比。認(rèn)為GDD工作在輝光放電及異常輝光放電區(qū)域時(shí)，可用于對(duì)太赫茲信號(hào)的探測(cè)。實(shí)驗(yàn)測(cè)得工作電流為88.9μA時(shí)，GDD對(duì)0.17THz的太赫茲波的響應(yīng)率可達(dá)0.102mV/W，信噪比為14.89。實(shí)驗(yàn)還發(fā)現(xiàn)GDD的響應(yīng)率與放電電流并非簡(jiǎn)單的線性關(guān)系。同時(shí)，噪聲是隨著GDD放電電流的增大而增加。
　　在氣體放電的基礎(chǔ)上，對(duì)GDD的工作特性進(jìn)行了分析。在等離子體的基礎(chǔ)上，分析了太赫茲波與GDD放電時(shí)形成的等離子體的作用。結(jié)合早期

3、GDD在微波段的探測(cè)機(jī)理，分析了GDD在太赫茲波段的探測(cè)機(jī)理。認(rèn)為GDD放電空間中電子吸收了入射太赫茲波的能量，因而增加了電子與氣體原子發(fā)生電離碰撞與激發(fā)碰撞的頻率，使得放電空間中產(chǎn)生新的電子-正離子對(duì)。新產(chǎn)生的電子在直流偏置電場(chǎng)下進(jìn)一步加速產(chǎn)生電離碰撞，引起內(nèi)部的電信號(hào)放大，最終增加了GDD的放電電流。
　　利用連續(xù)太赫茲波透射式成像系統(tǒng)，分別以GDD和肖特基二極管作為探測(cè)器，進(jìn)行了太赫茲波成像實(shí)驗(yàn)。獲得了對(duì)比度，空間分辨率相近