THz天線陣列的製作方法
2023-10-27 00:51:12 2
THz天線陣列的製作方法
【專利摘要】一種THz天線陣列的製作方法，包括如下步驟：1)選擇一襯底；2)在襯底上依次生長緩衝層、無源波導層、光耦合層、折射率匹配層、光吸收層、包層和接觸層材料；3)依次刻蝕接觸層、包層、光吸收層及折射率匹配層材料至光耦合層，刻蝕的形狀為四邊形結構，其為光混頻器波導；4)在光混頻器波導上部的接觸層之上製作電極，在其兩側的光耦合層上製作電極；5)刻蝕光耦合層，刻蝕深度至無源波導層形成楔形光耦合波導；6)刻蝕無源波導層至緩衝層，形成1×N分光器、輸入波導及無源波導，形成基片；7)在基片上製作THz天線，完成製備。本發明可以得到高性能THz天線陣列器件。
【專利說明】THz天線陣列的製作方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及光電子器件領域，特別涉及一種THz天線陣列的製作方法。
【背景技術】
[0002] 頻率在0.I-IOTHzdTHz= 1012Hz)範圍內的電磁波被稱為太赫茲（THz)波。由 於其在電磁波譜中的特殊位置，THz波在物理、化學、天文學、生命科學和醫藥科學等基礎 研究領域，以及安全檢查、醫學成像、環境監測、食品檢驗、射電天文、無線通信和武器制導 等應用研究領域均具有巨大的科學研究價值和廣闊的應用前景。THz波的產生是THz科學 技術發展和應用的關鍵。在眾多種類的THz源中，基於半導體光混頻器件的THz源同時具 有低成本、結構緊湊、室溫工作等優點，有助於促進THz技術在科研及日常生活中的普及應 用，近年來受到越來越多的關注。在這種THz源中，兩束不同頻率的光在半導體混頻器中混 頻，所產生的THz信號由與混頻器電極相連接的THz天線發射出去。
[0003] 對有限的單元天線輸出功率，製作天線陣列是大幅度提高THz波輸出功率的有效 途徑。假設位於h處的陣列單元的電場為：
[0004]
【權利要求】
1. 一種THz天線陣列的製作方法，包括如下步驟： 1) 選擇一襯底； 2) 在襯底上依次生長緩衝層、無源波導層、光耦合層、折射率匹配層、光吸收層、包層和 接觸層材料； 3) 依次刻蝕接觸層、包層、光吸收層及折射率匹配層材料至光耦合層，刻蝕的形狀為四 邊形結構，其為光混頻器波導； 4) 在光混頻器波導上部的接觸層之上製作電極，在其兩側的光耦合層上製作電極； 5) 刻蝕光耦合層，刻蝕深度至無源波導層形成楔形光耦合波導； 6) 刻蝕無源波導層至緩衝層，形成1XN分光器、輸入波導及無源波導，形成基片； 7) 在基片上製作THz天線，完成製備。
2. 根據權利要求1所述的THz天線陣列的製作方法，其中所述無源波導層、光耦合層及 折射率匹配層由具有單一折射率的材料構成或由多種具有不同折射率的材料構成，為不摻 雜或n型摻雜，所述緩衝層為不摻雜或n型摻雜。
3. 根據權利要求1所述的THz天線陣列的製作方法，其中所述光吸收層為不摻雜或p 型摻雜材料，或為經過離子注入處理的材料。
4. 根據權利要求1所述的THz天線陣列的製作方法，其中所述包層及接觸層的材料為 不摻雜或P型摻雜。
5. 根據權利要求1所述的THz天線陣列的製作方法，其中所述陣列天線單元數為N，N 大於等於2。
6. 根據權利要求1所述的THz天線陣列的製作方法，其中所述THz天線的兩臂分別與 光混頻器波導之上的電極及其兩側的電極相連形成集總型天線或行波型天線。
7. 根據權利要求1所述的THz天線陣列的製作方法，其中所述無源波導上製作有電極。
【文檔編號】H01Q21/00GK104332718SQ201410412325
【公開日】2015年2月4日 申請日期:2014年8月20日 優先權日:2014年8月20日
【發明者】梁松, 朱洪亮 申請人:中國科學院半導體研究所