太赫兹信号源的固态电路实现-回顾与展望  

The Solid-State Realization of THz Signal Source——A Review and Projection

作　　者：余志平[1] 孙玲玲[1] 余厉阳[1] 黄声希 

机构地区：[1]杭州电子科技大学电子信息学院,浙江杭州310018 [2]美国麻省理工学院电机与计算机系,美国麻萨诸塞州02139

出　　处：《杭州电子科技大学学报（自然科学版）》2014年第1期1-12,共12页Journal of Hangzhou Dianzi University：Natural Sciences

基　　金：国家重点基础研究发展计划(973计划)资助项目(2011CBA00602/4)

摘　　要：频率为0.3 3 THz(太赫兹)信号源的固态电路实现是一个极具挑战、但又有重要应用(在生物医疗、成像与通信领域)的课题。该文以非受限于载流子渡越时间(non transit-time limited)手段产生该频段THz信号源为主要讨论内容,回顾了其物理机理,特征及技术上尚待改进的问题等。所涉及到的THz源实现方法包括:1)采用III-V族器件的基波振荡器;2)利用硅基CMOS振荡电路的高次谐波合成;3)高电子迁移率场效应晶体管(HEMT)沟道中等离子体波不稳定性;4)量子级联激光器(QCL:Quantum Cascade Laser)。The solid-state-circuit realization of terahertz signal sources with frequency range of 300 GHz （0.3 THz） to 3 THz （1 THz=1012 Hz） is a big challenge, yet has great applications, including biomedical, imaging, and communications.In this article, the THz signal generation, mainly by means of non-transit time limited mechanisms , is discussed , and the physical origins , characteristics , and engineering problems to be solved are reviewed .The methods for generating THz sources covered in this article include：1 ） fundamental oscillators using III-V devices;2） the signal combination of high-order harmonics in silicon CMOS oscillators;3 ） exploration of the plasma-wave instability in channel electrons in HEMTs （ high electron-mobility transistors）;4） quantum cascade lasers （QCLs）.

关 键 词：太赫兹信号源 固态实现 等离子波 量子级联激光器( QCL) quantum CASCADE laser ( QCL) 

分 类 号：TN401[电子电信—微电子学与固体电子学]