基于超表面的宽带太赫兹热释电探测器设计

ZHANG Ming,ZHANG Junyao,ZHANG Najiao,DONG Peng,WANG Baozhu, SHANG Yan, DUAN Lei

Journal of Hebei University of Science and Technology（2024）

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摘要

为了解决传统太赫兹(THz)探测器吸收效率低,频率范围小的问题,提出将双层超表面吸收阵列结构与钽酸锂热释电探测器相贴合,构成宽带太赫兹超表面热释电探测器.采用MAT-LAB和CST联合仿真的优化方法对超表面结构进行按需优化;使用ANSYS对热释电探测器进行仿真分析,得到敏感层、绝热层等特征参数对太赫兹热释电探测器的温度变化率以及响应电流的影响.结果表明,采用超表面阵列结构提高了全THz波段的探测性能,凳型热释电探测器在给定条件下的平均热释电电流输出为31.52 pA.使用超表面作为吸收结构可以使热释电探测器具有连续且高效的吸波特性,为宽带太赫兹探测器的设计提供参考.

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关键词

semiconductor physics,pyroelectric detector,metasurface,terahertz(THz),co-simulation,genetic algorithm

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