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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.

关键词:

太赫兹波/
调制器/
光控/
掺金硅

Abstract

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.

Keywords:

作者及机构信息

1.
2.

基金项目: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)和高校博士点专项科研基金(批准号: 20110185130002)资助的课题.

Authors and contacts

1.
2.

Funds:Project supported by the National Natural Science Foundation of China (Grant No. 61131005), the Key Program Project of Chinese Ministry of Education (Grant No. 313013), the National High-tech Research and Development Progran (Grant No. 2011AA010204), the New Century Excellent Talent Foundation of Ministry of Education, China (Grant No. NCET-11-0068), Sichuan Youth S & T Foundation, China (Grant No. 2011JQ0001), and the Specialized Research Fund for the Doctoral Program of Higher Education, China (Grant No. 20110185130002).

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