基于二维电子气等离极化激元共振的高速太赫兹调制器

项目名称： 基于二维电子气等离极化激元共振的高速太赫兹调制器

项目编号： No.61505242

项目类型： 青年科学基金项目

立项/批准年度： 2016

项目学科： 无线电电子学、电信技术

项目作者： 黄永丹

作者单位： 中国科学院苏州纳米技术与纳米仿生研究所

项目金额： 20万元

中文摘要： 太赫兹功能器件在太赫兹系统中占据核心地位。在太赫兹高速成像和通信系统中高性能调制器尤为关键，目前国际上还没有研制成电驱动的高调制速度和大调制深度的太赫兹调制器，故阻碍了其发展和应用。本项目针对该问题提出了基于GaN/AlGaN二维电子气等离极化激元共振的高速太赫兹调制器的研制方案。该方案是在前期光栅耦合二维电子气谐振腔器件的低温时域透射光谱基础上提出的，实验结果表明：通过光栅栅极对强耦合系统共振条件的电调控可以实现对太赫兹波的高效、高速调制。本项目以强耦合的物理机制、高速调制器的器件物理模型、射频耦合电路、器件的加工集成技术和测试表征技术为主要内容。通过本项目的实施，探索一种基于新物理机制的太赫兹调制器并获得其相应的技术和原型器件，为相关应用提供一种可能的解决方案。

中文关键词： 太赫兹波调制器；高电子迁移率晶体管；太赫兹波传输；电磁超材料；太赫兹滤波器

英文摘要： Terahertz functional device plays a key role in terahertz application system, such as the terahertz modulator with excellent performance in terahertz high speed imaging and communication. Currently, it is the absence of electrical driven modulator with high speed and large modulation depth that hinders its advancing and application. Based on our previous researches, we propose a terahertz modulator based on the resonance of plasmon polaritons in the GaN/AlGaN two-dimensional electron gas (2DEG) . The plasmon polaritons are formed by strongly coupling plasmons and terahertz cavity modes in a grating-coupled GaN/AlGaN 2DEG in terahertz Fabry-Pérot cavity. By tuning the grating-gate voltage to change the state of the strongly-coupling system, we can efficiently manipulate the terahertz waves with high speed. The goal of this project is to explore a new mechanism for terahertz modulator and to obtain correlative systematic knowledge and techniques of it.

英文关键词： terahertz device;high electron mobility transistor;terahertz transmission;eletromagnetic metamaterial;terahertz filter