闫志巾 施卫

(西安理工大学应用物理系，西安 710048)

GaAs 光电导天线是太赫兹电磁波的重要辐射源之一，天线阵列可以提高THz 波的辐射强度，因而光电导天线及阵列一直以来备受瞩目.本文采用CST Microwave Studio 软件对光电导天线阵列辐射太赫兹电磁波的特性进行仿真计算.根据电流瞬冲模型计算了激光入射到GaAs 光电导天线时产生的脉冲光电流，并作为激励源对光电导天线的辐射性能进行仿真计算，分析了天线结构和衬底材料对辐射太赫兹波的影响.在此基础上计算了GaAs 光电导天线阵列辐射太赫兹波的远场辐射.仿真结果表明:光电导天线阵列辐射太赫兹波的方向性更强，主波瓣宽度减小，其远场辐射符合电场叠加的倍数关系.研制了1 × 2 GaAs 光电导天线阵列，实验测试结果与仿真结论相一致，为制备多阵元太赫兹光电导天线阵列奠定了理论和实验基础.

1 引言

太赫兹(terahertz，THz)波是指频率从0.1—10 THz、相应的波长在3 mm 到30 μm 范围内、介于毫米波与红外光之间的电磁波[1-5]，具有辐射频谱宽、光子能量低、光谱分辨能力高、穿透性强等优势，因而被广泛应用于卫星通信、雷达成像、安全检测、生化检查、材料表征等众多领域[6-10].光电导天线作为一种常用的THz 电磁波辐射源[11]，辐射性能稳定，是目前产生THz 电磁波的重要方法之一，已经在THz 时域光谱(THz time-domain spectroscopy，THz-TDS)系统中得到了广泛应用.提高THz 脉冲的辐射强度一直是业界普遍关注的热点问题，光电导天线阵列是提高THz 波辐射强度的方法之一.近年来，Awad 等[12]、Tiedje 等[13]和……