21789

21789

آنتن‌هاي نور رسانا براي توليد تابش ترا هرتز

كارشناسي ارشد

فيزيك - اتمي و مولكولي

1398

1398/10/17

دكتر مسعود جزايري

فيزيك

ناحيه‌ي ترا هرتز كه بين طول‌موج‌هاي ماكروويو و مادون‌قرمز در طيف الكترومغناطيس قرارگرفته است داراي كاربردهاي گسترده‌اي درزمينه هاي مختلف مانند امنيت، پزشكي، طيف‌سنجي و مطالعات نجومي است . امروزه در بين روش‌هاي مختلف توليد تابش تراهراتز آنتن‌هاي نور رسانا مورد توجه زيادي قرارگرفته است.زيرا ساخت اين نوع آنتن‌ها ازنظر اقتصادي مقرون‌به‌صرفه است و داراي ساختار كم‌حجم و فشرده مي‌باشد .كه مي‌تواند گستره‌ي وسيعي از فركانس‌ها را در ناحيه‌ي ترا هرتز توليد كند. با اين وجود از مهمترين معايب اين نوع آنتن ها پايين بودن بازده مي باشد .هدف از اين پژوهش مطالعه‌ي سازوكار آنتن‌هاي نور رسانا و شبيه‌سازي آنتن‌هاي پالسي ترا هرتز است .همچنين ارايه ي روش هاي موثر براي افزايش بازده اين نوع آنتن ها است . مطابق معادلات حاكم بر نيمه‌رسانا، پالس جريان ايجادشده در آنتن گسيلنده ، بر اساس نظريه ي درود- لورنس به دست مي‌آيد كه از طريق اين جريان نوري مي‌توان ميدان الكتريكي تابش ترا هرتز را محاسبه كرد. در اين پايان نامه به بررسي مدلسازي هاي مداري اين آنتن ها پرداخته ايم كه در ميان مدلسازي هاي مطرح شده مدلسازي سوم به علت داشتن المان هاي مداري بيشتر و در نظر گرفتن پديده هاي فيزيكي كه در آنتن به وقوع ميپيوندد از ساير مدلسازي ها كامل تر است و نتايج به دست آمده از اندازه گيري هاي تجربي، تطابق بيشتري با مدلسازي سوم دارد. از آنجايي كه به دلايل مختف در طول فرآيند توليد تابش تراهرتز ، دماي آنتن نيز افزايش مي يابد ميتوان دما را در معادلات وارد كنيم تا بتوان تاثير دما بر عملكرد آنتن را به طور دقيق تر مورد بررسي قرار دهيم. همچنين اين مدلسازي ها ميتوان براي آنتن هاي وابسته به فركانس هم به كار رود براي اين كار به منظور انتقال معادلات از حوزه ي زمان به حوزه ي فركانس از معادلات مربوطه تبديل فوريه ميگيريم كه در انتهاي اين پايان نامه مدل مداري سوم و معادلات حاكم بر آن با وارد كردن پارامتر هاي دما و فركانس بازنويسي شده است.

1398/11/12

Photoconductive antennas for the generation of terahertz

1/7/2020 12:00:00 AM

The Terahertz gap located between the microwave and infrared region of the electromagnetic spectrum and has wide applications in various fields such as medical, security, spectroscopy and astronomical studies. Nowadays, among the different methods of producing terahertz, photoconductive antenna is considered more than the other methods because it is low cost, has compact design and can generate broadband radiation. But one of the most disadvantages of this method is its low efficiency.The purpose of this Research is to study the mechanism of photoconductive antennas and simulation of Terahertz pulse antennas. Also effective ways to increase the efficiency of these types of antennas has been suggested. According to the equations of semiconductors the pulse current generated in the antenna gap is obtained by the Drude-Lorentz theory and from this photocurrent, the electric field of Terahertz radiation can be calculated. In this thesis, three circuit modeling has been used to study photoconductive antennas. The third modeling is more complete, because it has more circuit elements therefore this model contains more physical phenomena that occur in the antenna and its results are closer to the experimental measurements. The temperature of the antenna, for a variety of reasons, increases during the process of generating terahertz radiations, the effect of temperature on the performance of the antenna is studied. Also frequency-dependent antennas could be considered by transferring the equations from the time domain to the frequency domain.. At the end of this thesis, the third circuit modeling is utilized for temperature and frequency dependent antennas. In the first chapter of this thesis, we give a brief history of terahertz science and introduce this region of the electromagnetic spectrum and then its properties and applications are introduced. This chapter also gives a brief description of the method of producing terahertz through plasma. In the second chapter, the structure of the photoconductive antenna and its related equations are studied. In the following chapter, we investigate three circuit modeling of photoconductive antenna with gallium arsenide semiconductor. In the fourth chapter, the effect of temperature and frequency parameters on these antennas is studied Finally, in chapter five different methods; have been suggested for increasing the efficiency of the Terahertz antennas based on the gallium Arsenide semiconductor

آنتن‌هاي نور رسانا براي توليد تابش ترا هرتز

Photoconductive antennas for the generation of terahertz