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利用低温生长GaAs光电导天线进行太赫兹波探测的噪声谱测量与分析

DOI：10.1007/s10762-019-00633-w 期刊：Journal of Infrared, Millimeter, and Terahertz Waves 出版年份：2019 更新时间：2025-09-12 10:27:22
摘要： 研究了基于砷化镓（GaAs）光电导天线（PCA）的时域太赫兹（THz）波探测系统中的噪声功率谱密度（NPSD）。放大器输出端的光电导天线噪声与放大器噪声贡献度强烈依赖于PCA电阻、电路参数及频率。该PCA存在两类噪声：一类可通过PCA电阻的约翰逊-奈奎斯特（热）噪声建模，另一类其NPSD与频率成反比且强度取决于GaAs材料特性与金属化层属性。在~100kHz高频段，若PCA与放大器间电缆电容较大可能出现电压型放大器噪声，因而中频段往往呈现低噪声区间。相比采用Ti/Au金属化的PCA，具有更低接触电阻的Pd/Ge/Ti/Au金属化PCA会使输出端约翰逊-奈奎斯特噪声影响更为显著。
作者： Masahiro Nitta，Ryota Nakamura，Yutaka Kadoya
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研究概述 实验方案 设备清单

研究目的

定量研究基于砷化镓光电导天线（PCA）的时域太赫兹（THz）波探测系统中的噪声功率谱密度（NPSD）。

研究成果

基于LTG GaAs光伏阵列的太赫兹波探测系统中的噪声功率谱被进行了定量研究。光伏阵列噪声与放大器输出端放大器噪声的贡献程度强烈依赖于光伏阵列电阻、电路参数及频率。在中频段会出现低噪声区间。研究认为1/f噪声主要产生于金属与LTG GaAs的接触区域。

研究不足

由于设备精度有限，无法讨论约100 MΩ量级的电阻绝对值。本研究聚焦于包含PCA的检测电路噪声，而非太赫兹脉冲的波动。

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