光電導(dǎo)天線(xiàn)產(chǎn)生THz波研究的開(kāi)題報(bào)告

光電導(dǎo)天線(xiàn)產(chǎn)生THz波研究的開(kāi)題報(bào)告一、選題背景及意義THz波（太赫茲波）是介于微波和紅外線(xiàn)之間的電磁波，頻率在0.1~10THz范圍內(nèi)。它具有穿透力強(qiáng)、非電離性、與生物組織相容性好、高時(shí)間分辨率等特點(diǎn)，并且具有廣泛的應(yīng)用前景，例如：斑馬線(xiàn)掃描成像、超快電路測(cè)試、無(wú)損檢測(cè)、化學(xué)、生物醫(yī)學(xué)診斷等方面。其中，THz波的無(wú)線(xiàn)通信技術(shù)被廣泛關(guān)注，近年來(lái)，相關(guān)研究者利用太赫茲波進(jìn)行了無(wú)線(xiàn)通信系統(tǒng)的構(gòu)建。為了實(shí)現(xiàn)THz波的探測(cè)和傳輸，需要高效、靈敏的接受機(jī)和發(fā)射機(jī)。然而，傳統(tǒng)的太赫茲波發(fā)射機(jī)和接收機(jī)過(guò)于昂貴和復(fù)雜，限制了它們的應(yīng)用。因此，人們需要尋找一種新的太赫茲波產(chǎn)生方式，以便加快THz波的應(yīng)用推廣進(jìn)程。此處所提出的光電導(dǎo)天線(xiàn)即為近年來(lái)出現(xiàn)的新型太赫茲波產(chǎn)生方式，它主要基于超快激光器產(chǎn)生電磁波脈沖，然后通過(guò)布儒斯特角等非線(xiàn)性材料將高頻激光轉(zhuǎn)化為太赫茲波。相比于傳統(tǒng)的發(fā)射機(jī)和接收機(jī)，光電導(dǎo)天線(xiàn)具有簡(jiǎn)單、易于制備、攜帶方便等優(yōu)點(diǎn)。因此，基于光電導(dǎo)天線(xiàn)產(chǎn)生THz波的研究具有重要的實(shí)用價(jià)值和應(yīng)用前景，是當(dāng)前的研究熱點(diǎn)之一。二、研究?jī)?nèi)容和方法本研究將從以下幾個(gè)方面開(kāi)展：1.光電導(dǎo)天線(xiàn)的基本原理和工作機(jī)制，探討從高頻激光到太赫茲波產(chǎn)生的物理過(guò)程。2.THz波輻射特性的數(shù)值模擬研究：建立適當(dāng)?shù)哪Ｐ停瑢?duì)光電導(dǎo)天線(xiàn)產(chǎn)生的THz波的輻射特性進(jìn)行數(shù)值模擬分析，包括輻射模式、輻射角度、輻射強(qiáng)度等。3.光電導(dǎo)天線(xiàn)產(chǎn)生THz波的實(shí)驗(yàn)研究：利用原型系統(tǒng)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，對(duì)光電導(dǎo)天線(xiàn)產(chǎn)生THz波的參數(shù)進(jìn)行測(cè)量，實(shí)現(xiàn)THz波的激發(fā)、傳輸和接收。4.THz波的應(yīng)用研究：探索基于光電導(dǎo)天線(xiàn)產(chǎn)生THz波的應(yīng)用前景，例如，無(wú)損檢測(cè)、生物醫(yī)學(xué)診斷等。三、預(yù)期成果和價(jià)值1.深入了解光電導(dǎo)天線(xiàn)產(chǎn)生THz波的物理機(jī)制，為此類(lèi)研究提供物理基礎(chǔ)支撐。2.對(duì)光電導(dǎo)天線(xiàn)傳輸THz波輻射特性進(jìn)行數(shù)值模擬，為實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證提供理論依據(jù)，提高實(shí)驗(yàn)工作的效率。3.驗(yàn)證光電導(dǎo)天線(xiàn)產(chǎn)生THz波的原理、性能和應(yīng)用，并初步探索基于光電導(dǎo)天線(xiàn)的THz波應(yīng)用領(lǐng)域。4.對(duì)THz波的產(chǎn)生、傳輸和應(yīng)用具有啟示作用，促進(jìn)相關(guān)領(lǐng)域的發(fā)展。四、預(yù)期的難點(diǎn)和解決方案1.難點(diǎn)：如何提高THz波的產(chǎn)生效率和靈敏度？解決方案：通過(guò)優(yōu)化光電導(dǎo)天線(xiàn)結(jié)構(gòu)及應(yīng)用新型材料等方法，提高THz波的產(chǎn)生效率和靈敏度。2.難點(diǎn)：光電導(dǎo)天線(xiàn)的制備工藝如何影響THz波產(chǎn)生效率？解決方案：通過(guò)實(shí)驗(yàn)探索光電導(dǎo)天線(xiàn)的制備工藝，無(wú)損檢測(cè)其對(duì)THz波產(chǎn)生效率的影響，并提出優(yōu)化方案。3.難點(diǎn)：THz波的檢測(cè)和接收機(jī)制如何設(shè)計(jì)較佳？解決方案：設(shè)計(jì)合理的檢測(cè)和接收機(jī)制，以提高THz波的檢測(cè)和接收效率，進(jìn)一步提高系統(tǒng)整體性能。五、研究進(jìn)度安排1.第一年：對(duì)光電導(dǎo)天線(xiàn)的基本原理和工作機(jī)制進(jìn)行理論分析，并建立合理的光電導(dǎo)天線(xiàn)模型。2.第二年：對(duì)光電導(dǎo)天線(xiàn)產(chǎn)生THz波的輻射特性進(jìn)行數(shù)值模擬研究，并初步搭建實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)，開(kāi)展物理實(shí)驗(yàn)。3.第三年：應(yīng)用光電導(dǎo)天線(xiàn)產(chǎn)生的THz波進(jìn)行應(yīng)用研究，探索THz波產(chǎn)生、傳輸和應(yīng)用技術(shù)。六、參考文獻(xiàn)1.JuergLeuthold,etal.IntegratedphotonicTHztechnology[J].IEEEJournalofSelectedTopicsinQuantumElectronics,2010,16:17-29.2.Y.C.Shen,etal.Generationanddetectionofterahertzradiationwithphotoconductiveantennasandimplicationsforimaging[J].IEEEJournalofSelectedTopicsinQuantumElectronics,1995,2:941-956.3.R.Bouadjemine,etal.ModelingphotoconductiveTHzantennasfortime-domainspectroscopyofthin-