硅基全光宽带太赫兹幅度调制器的研究  

Optically tuned wideband terahertz wave amplitude modulator based on gold-doped silicon

作　　者：田伟[1] 文岐业[1] 陈智[2] 杨青慧[1] 荆玉兰[1] 张怀武[1] 

机构地区：[1]电子科技大学,电子薄膜与集成器件国家重点实验室,成都610054 [2]电子科技大学,通信抗干扰技术国家级重点实验室,成都610054

出　　处：《物理学报》2015年第2期384-390,共7页Acta Physica Sinica

基　　金：国家自然科学基金重点项目(批准号:61131005);教育部科学技术研究重大项目(批准号:313013);国家高新技术研究计划(批准号:2011AA010204);教育部新世纪优秀人才资助计划(批准号:NCET-11-0068);四川省杰出青年学术技术带头人计划(批准号:2011JQ0001);高校博士点专项科研基金(批准号:20110185130002)资助的课题~~

摘　　要：提出了一种基于掺金硅的全光学宽带太赫兹波幅度调制器,研究了金(Au)点阵掺杂后硅(Si)体内的少数载流子寿命及其太赫兹波调制特性.实验结果表明,掺杂的Au原子为Si中的光生电子-空穴对提供了有效复合中心,使其少数载流子寿命由原来十几微秒降低至110 ns左右.利用波长915 nm调制激光作为抽运光源,在340 GHz载波的动态调制测试中获得4.3 MHz的调制速率和21%的调制深度,使Si基调制器的调制速率提高了两个数量级.该全光太赫兹调制器可工作在整个太赫兹频段内,具有极化不敏感特性,因而在太赫兹波高速和宽带调控方面具有重要的应用价值,也是构建光控型Si基太赫兹功能器件的重要基础.In this paper, we present a broadband terahertz wave amplitude modulator based on optically-controlled gold-doped silicon. Gold dots with a diameter of 40 μm are used as a dopant source. Experimental results indicate that interstitial Au atoms provide effective recombination centers for photo-generated electron-hole pairs in Si body, leading to a significant decrease of the minority carrier lifetime from more than 10 μs to about 110 ns. Dynamic modulation measurement at 340 GHz carrier shows a modulation depth of 21% and a maximum modulation speed of 4.3 MHz. This modulator has advantages such as wideband operation, high modulation speed, polarization insensitivity, and easy manufacture by using the large-scale integrated technology, and thus can be widely used in terahertz technology.

关 键 词：太赫兹波 调制器 光控 掺金硅 

分 类 号：TN761[电子电信—电路与系统]