Name: تصميم وتصنيع، والتجريبية توصيف Plasmonic بواعث تيراهيرتز موصل كهربائي بفعل الضوء (فيديو) | JoVE Journal
Uploaded: 2013-07-08T13:00:00.000+00:00
Duration: 10 min 54 s
Description: تعلم تصميم وتصنيع بواعث تيراهيرتز بلازمونية موصلة كهربائيًا بفعل الضوء لتحسين كفاءة توليد الإشعاع. تُظهر النتائج زيادة في القدرة بمقدار مرتبتين مقارنة بالتصميمات التقليدية.

ai_agent_IP

ai_agent

maintenance

instantTrialDurationMinutes

isBiopharma

enableNewMyJoveSectionDesign

educationFeatures

seoMetaApi

ai_copilot_institution_blacklist

ai_chat_institution_blacklist

freeAccessWindow

ssoRoleCapture

scheduledMaintenanceBanner

joveLabsFeatures

disable_autoplay_for_bots

extended_trial_duration

5 minutes

فإن الكتاب أود أن أشكر Picometrix لتوفير الركيزة LT-الغاليوم وامتنانهم للدعم المالي من ولاية ميشيغان الفضاء المنح اتحاد، DARPA جائزة كلية الشباب التي يديرها الدكتور جون ألبرخت (عقد # N66001-10-1-4027)، جبهة الخلاص الوطني وظيفيه جائزة يديرها الدكتور سمير الغزالي (عقد # N00014-11-1-0096)، ONR جائزة الباحث الشاب يديرها الدكتور بول ماكي (عقد # N00014-12-1-0947)، وARO جائزة الباحث الشاب تدار من قبل الدكتور ديف بالمر (عقد # W911NF-12-1-0253).

1. Plasmonic موصل كهربائي بفعل الضوء تلفيق باعث <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> افتعال حواجز شبكية plasmonic. <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> تنظيف رقاقة أشباه الموصلات بغمر في الأسيتون (2 دقيقة)، يليه الأيزوبروبانول (2 دقيقة)، والشطف مع الماء منزوع الأيونات (10 ثانية). </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> تجفيف عينة مع النيتروجين وتسخينها على موقد في 115 درجة مئوية لمدة 90 ثانية لإزالة أي المياه المتبقية. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> تدور MicroChem 950K PMMA A4 على العينة في 4،000 دورة في الدقيقة لمدة 45 ثانية. قبل خبز مقاومة على موقد على حرارة 180 درجة مئوية لمدة 3 دقائق. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> تحميل العينة إلى أداة الطباعة الحجرية شعاع الالكترون (JEOL JBX-6300-FS). فضح نمط صريف plasmonic بجرعة قاعدة حوالي 650 μC / سم 2، وذلك باستخدام 100 كيلوفولت تسارع الجهد. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> تطوير PMMA بغمر عينة في MIBK: IPA خليط 1:03 لمدة 90 ثانية. نقل على الفور عينة الى حل من الذهب الخالص الأيزوبروبانول لمدة 60 ثانية. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> شطف العينة مع الماء منزوع الأيونات لمدة 10 ثانية ثم تجفيف عينة مع النيتروجين. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> تحميل العينة إلى متجرد البلازما (YES-CV200RFS). Descum العينة باستخدام 30 واط قوة الترددات اللاسلكية عند 30 درجة مئوية مع SCCM O 2 معدل تدفق 100 لمدة 10 ثانية. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> إزالة أكسيد سطح بغمر في حمض الهيدروكلوريك: H 2 0 03:10 الخليط لمدة 30 ثانية. نقل على الفور العينة إلى سلسلة شطف من الماء منزوع الأيونات لمدة 4 دقائق. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> نقل العينة إلى دورق من الماء منزوع الأيونات للحد من التعرض للأكسجين في الغلاف الجوي قبل ترسب المعادن. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> خذ دورق يحتوي على العينة في الماء منزوع الأيونات إلى المبخر المعدنية (دينتون SJ-20). تنفيس عن الدائرة ومن ثم إزالة، تجف، وتحميل عينة الى غرفة (ينبغي اتباع هذه الخطوات دون انقطاع لمنع تشكيل أكسيد السطح على العينة). </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> ضخ الدائرة إلى الضغط أدناه 2X10 -6 عربة. الودائع تي / الاتحاد الافريقي (50/450 A). </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> تنفيس عن الغرفة وإزالة عينة. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> من أجل رفع قبالة المعدنية المودعة، ضع العينة على حامل تفلون فيكوب من الاسيتون، والغطاء، وترك بين عشية وضحاها. كشف الدورق، وضعه في المحرض بالموجات فوق الصوتية، وانتظر حتى تتم إزالة جميع المعادن غير المرغوب فيها (عادة 30 ثانية). </li></ol></li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> إيداع شافي 2 التخميل. <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> تنظيف العينة كما هو الحال في خطوات 1.1.1 - 1.1.2. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> تحميل العينة في مادة كيميائية أداة ترسب بخار البلازما المعززة (GSI PECVD). إيداع 1500 ألف من شافي 2 في 200 ° C. </li></ol></li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> فتح فيا الاتصال من خلال شافي 2. <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> تنظيف العينة كما هو الحال في خطوات 1.1.1 - 1.1.2. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> تدور على HMDS في 4،000 دورة في الدقيقة لمدة 30 ثانية. تدور على Megaposit SPR 220-3،0 مقاومة للضوء في 4،000 دورة في الدقيقة لمدة 30 ثانية. قبل خبز مقاومة على موقد في 115 درجة مئوية لمدة 90 ثانية. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> تحميل العينة وقناع لوحة في إسقاط الطباعة الحجرية السائر (GCA AutoStep 200). محاذاة عينة وفضح. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> بعد خبز مقاومة للضوء تعرض على موقد في 115 درجة مئوية لمدة 90 ثانية. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> تطوير مقاومة في AZ 300 MIF المطور ل60 ثانية. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> التحرك فورا العينة إلى سلسلة شطف من الماء منزوع الأيونات لمدة 4 دقائق. تجفيف عينة مع النيتروجين. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> تحميل العينة إلى مطبوع أيون رد الفعل (LAM 9400). حفر شافي 2 باستخدام الطاقة RF TCP من 500 واط، قوة RF التحيز من 100 واط، 15 SCCM من SF6، 50 SCCM من C 4 F 8، 50 SCCM من و، 50 SCCM من سورة لمدة 80 ثانية. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> إزالة الجزء الأكبر من مقاومة للضوء عن طريق وضع عينة في الأسيتون (5 دقائق)، يليه الأيزوبروبانول (2 دقيقة). شطف في الماء منزوع الأيونات (10 ثانية). الجافة مع النيتروجين. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> إزالة مقاوم الضوء المتبقية عن طريق تحميل عينة في متجرد البلازما (YES-CV200RFS). إزالة مقاومة للضوء باستخدام 800 W الطاقة RF في 30 ° C مع SCCM O 2 معدل تدفق 100 لمدة 5 دقائق. </li></ol></li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> افتعال الهوائيات وخطوط التحيز. <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> كرر الخطوات من 1.3.1 - 1.3.6 لهوائيات نمط وخطوط التحيز. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> كرر الخطوات من 1.1.8 - 1.1.9 لإزالة أكسيد السطح. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> خذ دورق يحتوي على العينة ومنزوع الأيونات الماء إلى المبخر المعدنية (دينتون SJ-20). </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> تنفيس عن الدائرة ثم قم بإزالة بسرعة، تجف، وتحميل عينة الى غرفة. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> ضخ الدائرة إلى الضغط أدناه 2X10 -6 عربة. الودائع تي / الاتحاد الافريقي (10/4، 000). </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> تنفيس عن الغرفة وإزالة عينة. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> كرر الخطوة 1.1.13 لرفع قبالة المعدنية المودعة. </li></ol></li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> حزمة العينة. <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> الغراء حواف مم عدسة السيليكون فرط نصف كروية 12 إلى 2 بوصة غسالة الألومنيوم مع ثقب 8 مم. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> الغراء لوحة PCB مع آثار المعادن، والتي يمكن للمرء بسهولة لحام، إلى غسالة الألومنيوم. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> تحميل plasmonic ضوئية نماذج باعث تيراهيرتز ملفقة على العدسة السيليكون باستخدام الايبوكسي رقيقة. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> السندات سلك منصات الاتصال الجهاز إلى لوحة PCB لصقها على نفس غسالة الألومنيوم. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> أسلاك لحام إلى آثار معدنية على لوحة PCB. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> ربط منصات الاتصال الجهاز إلى محلل حدودي (هيوليت حزمةارض 4155A) باستخدام الأسلاك ملحوم على منصات المقابلة من لوحة PCB لأغراض الاختبار. </li></ol></li></ol> 2. Plasmonic موصل كهربائي بفعل الضوء توصيف باعث <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> محاذاة الجهاز. <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> وضع غسالة الألومنيوم تحمل تيراهيرتز ضوئية plasmonic نماذج باعث على جبل التناوب والتركيز بإحكام المضخة البصرية من تي: الياقوت وضع مقفل ليزر (MIRA 900D V10 XW الأراضي الفلسطينية المحتلة 110V) على منطقة نشطة من كل جهاز. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> ضبط جبل التناوب بحيث الحقل الكهربائي للمضخة الضوئية هي الموجهة لإثارة كفاءة من مأكل السطح موجات (العادي إلى حواجز شبكية plasmonic). </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> استخدام محلل حدودي لتطبيق في وقت واحد الفولتية التحيز إلى كل جهاز وقياس التيار الكهربائي المستحث في كل جهاز. تأكيد الأمثل محاذاة المضخة البصرية والتكيف الاستقطاب من خلال تعظيم photocurrent من كل جهاز تحت الاختبار. </li></ol></li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> الاتفاقات البيئية المتعددة الأطراف انتاج الطاقةurement. <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> استخدام المروحية الضوئية (Thorlabs MC2000) لتعديل مضخة البصرية من تأمين وضع الحادث الليزر مضخة على كل جهاز. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> قياس انتاج الطاقة من plasmonic ضوئية نماذج باعث تيراهيرتز باستخدام كاشف كهربي حراري (كاشف الطيف، وشركة SPI-A-65 THz لل). </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> وصل الناتج من كاشف كهربي حراري لقفل في مكبر للصوت (ستانفورد نظم البحوث SR830) مع تردد إشارة المروحية البصرية لاسترداد البيانات قوة تيراهيرتز في مستويات الضوضاء المنخفضة. </li></ol></li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> الإشعاع توصيف الطيفية. <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> تبدأ مع تي: ليزر الياقوت وضع غير الساحلية واستخدام الخائن شعاع لتقسيم الناتج من ليزر وضع حبيس شعاع مضخة وشعاع التحقيق. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> استخدام المغير electrooptic (Thorlabs EO-AM-NR-C2) لتعديل شعاع البصرية في مسار المضخة. تركيز شعاع مضخة على المنطقة النشطة من باعث ضوئية تحت الاختبار لتوليد إشعاع تيراهيرتز. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> Collimateشعاع تيراهيرتز إنشاؤها باستخدام البولي ايثيلين أول عدسة كروية. تركيز شعاع موازى تيراهيرتز باستخدام البولي ايثيلين عدسة كروية الثانية. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> قبل تركيز شعاع تيراهيرتز، والجمع بين شعاع موازى تيراهيرتز مع شعاع بصري التحقيق باستخدام عامل تصفية الزجاج المطلي ايتو. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> ضع 1 مم، &lt;110&gt; شنت تلوريد الزنك وضوح الشمس في مرحلة التناوب على التركيز المشترك لشعاع البصرية وتيراهيرتز. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> إدراج السيطرة عليها خط تأخير البصرية في مسار التحقيق البصرية باستخدام المرحلة الخطية بمحركات (Thorlabs NRT100) لتغيير التأخير الزمني بين النبضات الضوئية وتيراهيرتز التفاعل داخل الكريستال تلوريد الزنك. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> باستخدام نصف waveplate في مسار التحقيق، وتناوب على الاستقطاب من لجنة التحقيق البصرية لتكون في زاوية 45 درجة بالنسبة لاتجاه الاستقطاب تيراهيرتز. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> استخدام ربع waveplate بعد الكريستال تلوريد الزنك، تحويل الاستقطاب شعاع بصري إلى الاستقطاب الدائري. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> تقسيم circulشعاع بصري الاستقطاب آرلي إلى فرعين بواسطة المنشور ولاستون. قياس قوة شعاع بصري في كل فرع باستخدام اثنين من أجهزة الكشف عن متوازن متصلا قفل في مكبر للصوت. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> ربط بمحركات خط تأخير وقفل في مكبر للصوت لجهاز كمبيوتر. كتابة السيناريو مطلب لنقل تكراري الموقف من خط تأخير بمحركات، وقفة، وقراءة حجم إشارة من قفل في مكبر للصوت. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> تحويل موقف المرحلة إلى المجال الوقت، من خلال تقسيم مجموع بصري طول تأخير من سرعة الضوء، تليها حصيف تحويل فورييه (باستخدام ماتلاب) للحصول على البيانات نطاق التردد. </li></ol></li></ol>

<ol><li>Preu, S., Dohler, G. H., Malzer, S., Wang, L. J., Gossard, A. C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Tunable%2C+continuous-wave+terahertz+photomixer+sources+and+applications%5BTitle%5D)+AND+%22J.+Appl.+Phys%22%5BJournal%5D)">Tunable, continuous-wave terahertz photomixer sources and applications.</a> J. Appl. Phys. 109, 061301(2011).</li>
<li>Bjarnason, J. E., Chan, T. L. J., Lee, A. W. M., Brown, E. R., Driscoll, D. C., Hanson, M., Gossard, A. C., Muller, R. E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((ErAs%3AGaAs+photomixer+with+two-decade+tunability+and+12+%CE%BCW+peak+output+power%5BTitle%5D)+AND+%22Appl.+Phys.+Lett%22%5BJournal%5D)">ErAs:GaAs photomixer with two-decade tunability and 12 μW peak output power.</a> Appl. Phys. Lett. 85, 3983-3985 (2004).</li>
<li>Peytavit, E., Lepilliet, S., Hindle, F., Coinon, C., Akalin, T., Ducournau, G., Mouret, G., Lampin, J. -F. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Milliwatt-level+output+power+in+the+sub-terahertz+range+generated+by+photomixing+in+a+GaAs+photoconductor%5BTitle%5D)+AND+%22Appl.+Phys.+Lett%22%5BJournal%5D)">Milliwatt-level output power in the sub-terahertz range generated by photomixing in a GaAs photoconductor.</a> Appl. Phys. Lett. 99, 223508(2011).</li>
<li>Upadhya, P. C., Fan, W., Burnett, A., Cunningham, J., Davies, A. G., Linfield, E. H., Lloyd-Hughes, J., Castro-Camus, E., Johnston, M. B., Beere, H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Excitation-density-dependent+generation+of+broadband+terahertz+radiation+in+an+asymmetrically+excited+photoconductive+antenna%5BTitle%5D)+AND+%22Opt.+Lett%22%5BJournal%5D)">Excitation-density-dependent generation of broadband terahertz radiation in an asymmetrically excited photoconductive antenna.</a> Opt. Lett. 32, 2297-2299 (2007).</li>
<li>Roehle, H., Dietz, R. J. B., Hensel, H. J., Böttcher, J., Künzel, H., Stanze, D., Schell, M., Sartorius, B. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Next+generation+1.5+%CE%BCm+terahertz+antennas%3A+mesa-structuring+of+InGaAs%2FInAlAs+photoconductive+layers%5BTitle%5D)+AND+%22Opt.+Express%22%5BJournal%5D)">Next generation 1.5 μm terahertz antennas: mesa-structuring of InGaAs/InAlAs photoconductive layers.</a> Opt. Express. 18, 2296-2301 (2010).</li>
<li>Taylor, Z. D., Brown, E. R., Bjarnason, J. E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Resonant-optical-cavity+photoconductive+switch+with+0.5+%25+conversion+efficiency+and+1.0W+peak+power%5BTitle%5D)+AND+%22Opt.+Lett%22%5BJournal%5D)">Resonant-optical-cavity photoconductive switch with 0.5 % conversion efficiency and 1.0W peak power.</a> Opt. Lett. 31, 1729-1731 (2006).</li>
<li>Park, S. -G., Jin, K. H., Yi, M., Ye, J. C., Ahn, J., Jeong, K. -H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Enhancement+of+Terahertz+Pulse+Emission+by+Optical+Nanoantenna%5BTitle%5D)+AND+%22ACS+NANO%22%5BJournal%5D)">Enhancement of Terahertz Pulse Emission by Optical Nanoantenna.</a> ACS NANO. 6, 2026-2031 (2012).</li>
<li>Auston, D. H., Cheung, K. P., Smith, P. R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Picosecond+photocoducting+Hertzian+dipoles%5BTitle%5D)+AND+%22Appl.+Phys.+Lett%22%5BJournal%5D)">Picosecond photocoducting Hertzian dipoles.</a> Appl. Phys. Lett. 45, 284-286 (1984).</li>
<li>Berry, C. W., Jarrahi, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Terahertz+generation+using+plasmonic+photoconductive+gratings%5BTitle%5D)+AND+%22New+Journal+of+Physics+Focus+Issue+on+Terahertz+Plasmonics%22%5BJournal%5D)">Terahertz generation using plasmonic photoconductive gratings.</a> New Journal of Physics Focus Issue on Terahertz Plasmonics. 14, 105029(2012).</li>
<li>Berry, C. W., Hashemi, M. R., Unlu, M., Jarrahi, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Significant+Radiation+Enhancement+in+Photoconductive+Terahertz+Emitters+by+Incorporating+Plasmonic+Contact+Electrodes%5BTitle%5D)+AND+%22arXiv%22%5BJournal%5D)">Significant Radiation Enhancement in Photoconductive Terahertz Emitters by Incorporating Plasmonic Contact Electrodes.</a> arXiv. , 1209.1680v1(2012).</li>
<li>Berry, C. W., Jarrahi, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Ultrafast+Photoconductors+based+on+Plasmonic+Gratings%5BTitle%5D)+AND+%22Proc.+Int.+Conf.+Infrared%2C+Millimeter%2C+and+Terahertz+Waves%22%5BJournal%5D)">Ultrafast Photoconductors based on Plasmonic Gratings.</a> Proc. Int. Conf. Infrared, Millimeter, and Terahertz Waves. , 1-2 (2011).</li>
<li>Berry, C. W., Jarrahi, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Plasmonically-enhanced+localization+of+light+into+photoconductive+antennas%5BTitle%5D)+AND+%22Proc.+Conf.+Lasers+and+Electro-Optics%22%5BJournal%5D)">Plasmonically-enhanced localization of light into photoconductive antennas.</a> Proc. Conf. Lasers and Electro-Optics. , CFI2(2010).</li>
<li>Berry, C. W., Jarrahi, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Principles+of+impedance+matching+in+photoconductive+antennas%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+Infrared%2C+Millimeter+and+Terahertz%22%5BJournal%5D)">Principles of impedance matching in photoconductive antennas.</a> Journal of Infrared, Millimeter and Terahertz. , (2012).</li>
<li>Ralph, S. E., Grischkowsky, D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Trap-enhanced+electric+fields+in+semi-insulators%3A+The+role+of+electrical+and+optical+carrier+injection%5BTitle%5D)+AND+%22Appl.+Phys.+Lett%22%5BJournal%5D)">Trap-enhanced electric fields in semi-insulators: The role of electrical and optical carrier injection.</a> Appl. Phys. Lett. 59, 1972(1991).</li>
<li>Upadhya, P. C., Fan, W., Burnett, A., Cunningham, J., Davies, A. G., Linfield, E. H., Lloyd-Hughes, J., Castro-Camus, E., Johnston, M. B., Beere, H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Excitation-density-dependent+generation+of+broadband+terahertz+radiation+in+an+asymmetrically+excited+photoconductive+antenna%5BTitle%5D)+AND+%22Opt.+Lett%22%5BJournal%5D)">Excitation-density-dependent generation of broadband terahertz radiation in an asymmetrically excited photoconductive antenna.</a> Opt. Lett. 32, 2297-2299 (2007).</li>
<li>Taylor, Z. D., Brown, E. R., Bjarnason, J. E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Resonant-optical-cavity+photoconductive+switch+with+0.5+%25+conversion+efficiency+and+1.0W+peak+power%5BTitle%5D)+AND+%22Opt.+Lett%22%5BJournal%5D)">Resonant-optical-cavity photoconductive switch with 0.5 % conversion efficiency and 1.0W peak power.</a> Opt. Lett. 31, 1729-1731 (2006).</li>
<li>Jarrahi, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Terahertz+radiation-band+engineering+through+spatial+beam-shaping%5BTitle%5D)+AND+%22Photonic+Technology+Letters%22%5BJournal%5D)">Terahertz radiation-band engineering through spatial beam-shaping.</a> Photonic Technology Letters. 21, 2019620(2009).</li>
<li>Jarrahi, M., Lee, T. H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((High+power+tunable+terahertz+generation+based+on+photoconductive+antenna+arrays%5BTitle%5D)+AND+%22Proc.+IEEE+International+Microwave+Symposium%22%5BJournal%5D)">High power tunable terahertz generation based on photoconductive antenna arrays.</a> Proc. IEEE International Microwave Symposium. , 391-394 (2008).</li>
<li>Beck, M., Schafer, H., Klatt, G., Demsar, J., Winnerl, S., Helm, M., Dekorsy, T. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Impulsive+terahertz+radiation+with+high+electric+fields+from+an+amplifier-driven+large-area+photoconductive+antenna%5BTitle%5D)+AND+%22Opt.+Express%22%5BJournal%5D)">Impulsive terahertz radiation with high electric fields from an amplifier-driven large-area photoconductive antenna.</a> Opt. Express. 18, 9251-9257 (2010).</li>
<li>Hattori, T., Egawa, K., Ookuma, S. I., Itatani, T. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Intense+terahertz+pulses+from+large-aperture+antenna+with+interdigitated+electrodes%5BTitle%5D)+AND+%22Jpn.+J.+Appl.+Phys%22%5BJournal%5D)">Intense terahertz pulses from large-aperture antenna with interdigitated electrodes.</a> Jpn. J. Appl. Phys. 45, L422-L424 (2006).</li>
<li>Kim, J. H., Polley, A., Ralph, S. E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Efficient+photoconductive+terahertz+source+using+line+excitation%5BTitle%5D)+AND+%22Opt.+Lett%22%5BJournal%5D)">Efficient photoconductive terahertz source using line excitation.</a> Opt. Lett. 30, 2490-2492 (2005).</li>
<li>Dreyhaupt, A., Winnerl, S., Dekorsy, T., Helm, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((High-intensity+terahertz+radiation+from+a+microstructured+large-area+photoconductor%5BTitle%5D)+AND+%22Appl.+Phys.+Lett%22%5BJournal%5D)">High-intensity terahertz radiation from a microstructured large-area photoconductor.</a> Appl. Phys. Lett. 86, 121114(2005).</li>
<li>Brown, E. R., Lee, A. W. M., Navi, B. S., Bjarnason, J. E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Characterization+of+a+planar+self-complementary+square-spiral+antenna+in+the+THz+region%5BTitle%5D)+AND+%22Microwave+Opt.+Technol.+Lett%22%5BJournal%5D)">Characterization of a planar self-complementary square-spiral antenna in the THz region.</a> Microwave Opt. Technol. Lett. 48, 524-529 (2006).</li>
<li>Huo, Y., Taylor, G. W., Bansal, R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Planar+log-periodic+antennas+on+extended+hemishperical+silicon+lenses+for+millimeter%2Fsubmillimeter+wave+detection+applications%5BTitle%5D)+AND+%22Int.+J.+Infrared+and+Millimeter+Waves%22%5BJournal%5D)">Planar log-periodic antennas on extended hemishperical silicon lenses for millimeter/submillimeter wave detection applications.</a> Int. J. Infrared and Millimeter Waves. 23, 819(2002).</li>
<li>Heshmat, B., Pahlevaninezhad, H., Pang, Y., Masnadi-Shirazi, M., Lewis, R. B., Tiedje, T., Gordon, R., Darcie, T. E. Nanoplasmonic Terahertz Photoconductive Switch on GaAs. Nano Lett. 12, 6255-6259 (2012).</li>
<li>Berry, C. W., Hashemi, M. R., Unlu, M., Jarrahi, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Significant+Performance+Enhancement+in+Photoconductive+Terahertz+Optoelectronics+by+Incorporating+Plasmonic+Contact+Electrodes%5BTitle%5D)+AND+%22Nature+Communications%22%5BJournal%5D)">Significant Performance Enhancement in Photoconductive Terahertz Optoelectronics by Incorporating Plasmonic Contact Electrodes.</a> Nature Communications. 4, 1622(2013).</li>
<li>Wang, N., Berry, C. W., Hashemi, M. R., Jarrahi, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Plasmonic+photoconductive+detectors+for+enhanced+terahertz+detection+sensitivity%5BTitle%5D)+AND+%22Optics+Express%22%5BJournal%5D)">Plasmonic photoconductive detectors for enhanced terahertz detection sensitivity.</a> Optics Express. , In Press (2013).</li>
<li>Hsieh, B. -Y., Jarrahi, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Analysis+of+periodic+metallic+nano-slits+for+efficient+interaction+of+terahertz+and+optical+waves+at+nano-scale+dimensions%5BTitle%5D)+AND+%22J.+Appl.+Phys%22%5BJournal%5D)">Analysis of periodic metallic nano-slits for efficient interaction of terahertz and optical waves at nano-scale dimensions.</a> J. Appl. Phys. 109, 084326(2011).</li>
<li>Hsieh, B. -Y., Wang, N., Jarrahi, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Toward+Ultrafast+Pump-Probe+Measurements+at+the+Nanoscale.+Special+Issue+of+%22Optics+in+2011%5BTitle%5D)+AND+%22Optics+%26+Photonics+News%22%5BJournal%5D)">Toward Ultrafast Pump-Probe Measurements at the Nanoscale. Special Issue of "Optics in 2011.</a> Optics & Photonics News. 22, (2011).</li>
<li>Hsieh, B. -Y., Jarrahi, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Simultaneous+focusing+of+terahertz+and+optical+waves+into+nano-scale%5BTitle%5D)+AND+%22Proc.+Int.+Conf.+Infrared%2C+Millimeter%2C+and+Terahertz+Waves%22%5BJournal%5D)">Simultaneous focusing of terahertz and optical waves into nano-scale.</a> Proc. Int. Conf. Infrared, Millimeter, and Terahertz Waves. , 1-2 (2011).</li>
<li>Jackson, A. W., Ibbetson, J. P., Gossard, A. C., Mishra, U. K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Reduced+thermal+conductivity+in+low-temperature+grown+GaAs%5BTitle%5D)+AND+%22Appl.+Phys.+Lett%22%5BJournal%5D)">Reduced thermal conductivity in low-temperature grown GaAs.</a> Appl. Phys. Lett. 74, 2325-2327 (1999).</li>
</ol>

الإعلان عن أي تضارب في المصالح.

في هذه المقالة الفيديو، نقدم رواية ضوئية تيراهيرتز تقنية الجيل الذي يستخدم plasmonic الاتصال التكوين الكهربائي لتعزيز كفاءة التحويل الضوئية إلى تيراهيرتز من قبل اثنين من أوامر من حجمها. الزيادة الكبيرة في قوة الإشعاع تيراهيرتز من بواعث ضوئية plasmonic المعروضة هي قيمة للغاية لمستقبل ذات حساسية عالية تيراهيرتز التصوير، والتحليل الطيفي وأنظمة قياس الطيف يستخدم لتحديد الكيميائية المتقدمة، والتصوير الطبي، والبيولوجية الاستشعار، والفلك، والغلاف الجوي الاستشعار، الفحص الأمني، و توصيف ال...

نقدم رواية ضوئية باعث تيراهيرتز يستخدم plasmonic الاتصال التكوين الكهربائي لتعزيز كفاءة التحويل الضوئية إلى تيراهيرتز من قبل اثنين من أوامر من حجمها. يتناول أسلوبنا القيود أهم بواعث التقليدية تيراهيرتز ضوئية، وهي منخفضة انتاج الطاقة وضعف كفاءة الطاقة، والتي تنشأ من المقايضة المتأصلة بين ارتفاع كفاءة الكم وتشغيل فائق السرعة من photoconductors التقليدية. واحدة من المستجدات الأساسية في التصميم لدينا التي أدت إلى هذا التحسن أداء القفز هو تصميم الاتصال التكوين الكهربائي الذي يتجمع عدد كبير من شركات الطيران الصورة التي تم إنشاؤها على مقربة من الأقطاب الاتصال، بحيث يمكن جمعها ضمن الفرعي بيكو ثانية مقياس الوقت. وبعبارة أخرى، يتم التخفيف من عملية المفاضلة بين الموصل الضوئي فائق السرعة، وارتفاع كفاءة الكم من خلال التلاعب المكاني للأجناس الصورشركات الطيران تيد. أقطاب الاتصال Plasmonic نقدم هذه القدرة الفريدة من قبل (1) السماح الحبس الضوء إلى المناطق النانو الجهاز النشط بين الأقطاب plasmonic (خارج حدود الحيود)، (2) تعزيز ضوء استثنائية في الاتصال المعدنية والصورة التي تمتص أشباه الموصلات واجهة 10 و 11. سمة أخرى هامة من الحل لدينا هو أنه يستوعب المناطق النشطة الموصل الضوئي كبيرة دون زيادة كبيرة في التحميل الطفيلية إلى هوائي يشع تيراهيرتز. الاستفادة من المناطق النشطة الموصل الضوئي كبير تمكين التخفيف من تأثير الفحص الناقل وانهيار الحرارية، التي هي حدود النهائي لأقصى قدر من قوة الإشعاع من بواعث الضوئية التقليدية. وتتركز هذه المقالة الفيديو على سمات فريدة من حلنا قدمها تصف الفيزياء التي تحكم، والنمذجة العددية، والتحقق التجريبي. علينا أن نظهر بشكل تجريبي 50 أضعاف القوى تيراهيرتز من فوت plasmonicباعث oconductive بالمقارنة مع باعث ضوئية مماثلة مع أقطاب الاتصال غير plasmonic.

<table><tbody><tr><TD colspan = "4" ><قوي >كاشف < / قوي ></td></tr> <tr><td>بولي ميثيل ميثاكريلات (PMMA) MicroChem</td><td></td> <td>950K PMMA A4</td><td></td></tr><tr><td>Hexamethyldisilazane (HMDS) Shin-Etsu</td> <td>MicroSI</td><td>MicroPrime HP</td> Primer <td></td></tr><tr><td>Optical Photoresist</td><td>Dow Chemical</td><td>Megaposit SPR 220-3.0</td><td></td></tr><tr><td>Photoresist Developer</td><td>AZ Electronic Materials</td><td>AZ 300 MIF المطور</td><td></td></tr><tr><td>ميثيل Iso-Butyl Keytone (MIBK)</td><td>مواد أداء Avantor</td><td>9322-03</td><td></td></tr><tr><TD colspan = "4" ><قوي>المعدات</قوي></td></tr><tr><td>Ti: الياقوت الوضع المقفل ليزر</td><td>متماسك</td><td>MIRA 900D V10 XW OPT 110V</td><td></td></tr><tr><td>Pyr &# 8211; </td><td>كاشف الطيف</td> للكشف عن المحاضرة <td>SPI-A-65 THz</td><td></td></tr><tr><td>أداة الطباعة الحجرية</td> الإلكترونية <td>JEOL</td><td>JBX-6300-FS</td><td></td></tr><tr><td>أنظمة هندسة الإنتاجية المتجرد بالبلازما</td><td></td><td>YES-CV200RFS</td><td></td></tr><tr><td>المبخر المعدني</td><td>Denton Vacuum</td><td>SJ-20</td><td></td></tr><tr><td>أداة ترسيب البخار الكيميائي المحسنة بالبلازما نظام </td><td>GSI GSI</td><td>PECVD</td><td></td></tr><tr><td>الإسقاط الطباعة الحجرية السائر</td><td>GCA</td><td>AutoStep 200</td><td></td></tr><tr><td>التفاعلية أيون الحفر</td><td>LAM Research</td><td>9400</td><td></td></tr><tr><td>محلل المعلمات</td><td>هيوليت باكارد</td><td>4155A</td><td></td></tr><tr><td>المروحية البصرية</td><td>Thorlabs</td><td>MC2000</td><td></td></tr><tr><td>مكبر للصوت</td><td>قفل أنظمة أبحاث ستانفورد</td><td>SR830</td><td></td></tr><tr><td>المغير الكهروضوئي</td><td>Thorlabs</td><td>EO-AM-NR-C2</td><td></td></tr> المرحلة <tr><td>الخطية</td><td>الآلية Thorlabs</td><td>NRT100</td><td></td></tr></tbody></table>

تصميم وتصنيع، والتجريبية توصيف plasmonic بواعث تيراهيرتز موصل كهربائي بفعل الضوء

Design, Fabrication, and Experimental Characterization of Plasmonic Photoconductive Terahertz Emitters

في هذه المقالة الفيديو نقدم مظاهرة مفصل لطريقة ذات كفاءة عالية لتوليد موجات تيراهيرتز. ويستند أسلوبنا على photoconduction، التي كانت واحدة من أكثر التقنيات استخداما لتيراهيرتز جيل 1-8. ويتحقق جيل تيراهيرتز في باعث ضوئية عن طريق الضخ من الموصل الضوئي فائق السرعة مع إضاءة ليزر نابض أو heterodyned. يتم توجيه photocurrent يسببها، والذي يتبع المغلف من الليزر مضخة، ليشع الهوائي تيراهيرتز متصلا أقطاب الاتصال الموصل الضوئي لتوليد إشعاع تيراهيرتز. على الرغم من أن كفاءة الكم من باعث ضوئية يمكن أن تصل إلى 100٪ من الناحية النظرية، ونقل طويلة نسبيا أطوال مسار ناقلات الصورة التي تم إنشاؤها إلى الأقطاب الاتصال من photoconductors التقليدية حدت بشدة كفاءتها الكم. بالإضافة إلى ذلك، وتأثير الفحص الناقل وانهيار الحرارية تحد بشكل صارم الحد الأقصى لانتاج POWER من مصادر تيراهيرتز ضوئية التقليدية. لمعالجة أوجه القصور كفاءة الكم من التقليدية بواعث تيراهيرتز ضوئية، قمنا بتطوير مفهوم باعث ضوئية الجديد الذي يشتمل على الاتصال التكوين القطب plasmonic إلى العرض عالية الكم كفاءة وتشغيل فائق السرعة في وقت واحد. باستخدام مقياس النانو أقطاب الاتصال plasmonic، ونحن الحد بشكل كبير من متوسط ​​الصورة ولدت مسار النقل الناقل لأقطاب الاتصال الضوئي مقارنة photoconductors التقليدية 9. طريقة لدينا أيضا يسمح بزيادة مساحة حيوية الموصل الضوئي دون زيادة كبيرة في تحميل بالسعة إلى الهوائي، وزيادة الحد الأقصى تيراهيرتز قوة الإشعاع عن طريق منع تأثير الفحص الناقل وانهيار الحراري في ارتفاع القوى مضخة البصرية. من خلال دمج أقطاب الاتصال plasmonic، علينا أن نظهر تعزيز البصرية إلى تيراهيرتز كفاءة تحويل الطاقة من الشركة المصرية للاتصالات الضوئية التقليديةباعث rahertz بمعامل 50 10.

للتدليل على إمكانات أقطاب plasmonic لتيراهيرتز تعزيز السلطة، ونحن ملفقة اثنين من بواعث تيراهيرتز: أ التقليدية (الشكل 1A) وplasmonic (1B الشكل) باعث ضوئية دمج أقطاب الاتصال plasmonic إلى تقليل مرات نقل الناقل في الاتصال الأقطاب. تتكون كل التصاميم من الموصل الضوئي فائق السرعة مع 20 ميكرون الفجوة بين الأنود والكاثود اتصالات، متصلا 60 ميكرون هوائي ربطة العنق طويلة مع الحد الأقصى والحد الأدنى الاعراض من 100 ميكرون و 30 ميكرون، على التوالي، ملفقة على نف...

نحن تصف أساليب لتصميم وتصنيع، وتوصيف التجريبية من بواعث ضوئية plasmonic، والتي تقدم طلبين من أعلى مستويات السلطة تيراهيرتز حجم مقارنة مع بواعث الضوئية التقليدية.

تصميم وتصنيع، والتجريبية توصيف Plasmonic بواعث تيراهيرتز موصل كهربائي بفعل الضوء

In this video article we present a detailed demonstration of a highly efficient method for generating terahertz waves. Our technique is based on ...

الهدف العام من هذا الإجراء هو توضيح طريقة عالية الكفاءة لتوليد إشعاع التيراهيرتز. ويتم تحقيق ذلك من خلال دمج أقطاب تلامس بلازمونية في باعثات التيراهيرتز الموصلة ضوئياً لتمكين الكفاءة الكمية العالية والتشغيل فائق السرعة للجهاز في آن واحد. وتتمثل الخطوة الأولى في تصنيع نماذج أولية لباعثات موصلة ضوئياً وبلازمونية باستخدام الليثوغرافيا بالحزمة الإلكترونية.بعد ذلك، يتم قياس قدرة الإشعاع للنماذج الأولية للمنبع المنفذة ومقارنتها بمنابع هرتز كهرضوئية تقليدية مطابقة بدون أقطاب بلازمونية. وتتمثل الخطوة النهائية في توصيف الخصائص الطيفية للإشعاع الناتج عن النماذج الأولية لمنبع هرتز كهرضوئي بلازموني. وفي النهاية، يتم الحصول على نتائج تظهر أن دمج الأقطاب البلازمونية في منبع كهرضوئي يمكن أن يعزز قدرة الإشعاع وكفاءته بمقدار رتبتين عشريتين.يمكن لهذه الطريقة أن تساعد في معالجة القيد الرئيسي للمولدات التقليدية لـ TERs الموصلة، وهو المقايضة بين الكفاءة الكمية العالية والتشغيل فائق السرعة للمولدات التقليدية. بالنسبة للموصلات، تتكون باعثات Terahertz الضوئية الموصلة التقليدية من هوائي ertz مدمج مع موصل ضوئي فائق السرعة.تتولد تيارات كهربائية في هذا الهوائي عندما يتم تركيز حزمة ضخ ضوئية تحتوي على مكونات ذات تردد تيراهيرتز على الموصل الضوئي فائق السرعة. تولد هذه الحزمة حوامل شحنات ضوئية بمعدل يتناسب مع غلاف حزمة الضخ الضوئية. ومع تطبيق مجال كهربائي انحيازي، تنجرف حوامل الشحنات الضوئية نحو أقطاب التلامس، مما يغذي الهوائي ويولد إشعاع تيراهيرتز.تتمثل الميزة الرئيسية لبواعث تيرت (ertz) البلازمونية مقارنة بالبواعث التقليدية الموصلة ضوئياً في أنها تسمح بتراكم عدد أكبر بكثير من حاملات الشحنة المتولدة ضوئياً على مقربة شديدة من أقطاب التلامس البلازمونية. ويمكن لهذه الحاملات بعد ذلك أن تنجرف نحو هوائي تيرت (ertz) خلال زمن أقل من البيكو ثانية. وتحقق أقطاب التلامس البلازمونية هذا التراكم الأكبر للحاملات لأنها تسمح بحصر الضوء في المناطق النشطة للجهاز ذات المقياس النانوي، وتوفر تعزيزاً استثنائياً للضوء عند الواجهة الفاصلة بين التلامس المعدني وأشباه الموصلات الماصة للضوء.لتنفيذ نمط باعث تيراهيرتز كهرضوئي بلازموني، يتم أولاً تشكيل أقطاب التلامس البلازمونية النانوية باستخدام الطباعة الحجرية بالشعاع الإلكتروني، يتبع ذلك ترسيب المعادن ثم عملية الإزالة (liftoff). بعد ذلك، يتم ترسيب طبقة من ثاني أكسيد السيليكون باستخدام الترسيب الكيميائي للبخار المعزز بالبلازما، ثم يتم حفر فتحات التلامس عبر طبقة ثاني أكسيد السيليكون باستخدام الطباعة الحجرية الضوئية والحفر الجاف بالبلازما. وأخيرًا، يتم تشكيل الهوائيات وخطوط الانحياز باستخدام الطباعة الحجرية الضوئية، يتبع ذلك ترسيب المعادن وعملية الإزالة (liftoff).سيقوم كريستوفر بيري، وهو طالب دراسات عليا من مختبري، بتوضيح إجراء توصيف الـ rahter. بعد تصنيع التدرج البلازموني، يجب تغليفه وتوصيفه. تُثبَّت الأجهزة على عدسة سيليكون متصلة بحلقة ألومنيوم، ثم تُوضع على حامل دوار.قم بتركيز شعاع الضخ البصري بدقة من ليزر التيتانيوم ياقوت ذو النمط المقفل على المنطقة النشطة للجهاز. اضبط قاعدة التدوير بحيث يكون المجال الكهربائي للضخ البصري عمودياً على التدرجات البلازمونية لضمان الإثارة الفعالة لموجات البلازما السطحية. استخدم الآن المحلل البارامتري لتطبيق جهد انحياز على الجهاز وقياس التيار الكهربائي المستحث في آن واحد.تأكد من تحقيق المحاذاة والاستقطاب الأمثل لمضخة الضخ من خلال رفع التيار الضوئي للجهاز إلى حده الأقصى. ولقياس قدرة الخرج، استخدم قاطعاً ضوئياً لتعديل الحزمة الصادرة من ليزر الضخ المقفل النمط والمسلطة على الجهاز. ثم قم بتوصيل مخرج كاشف بيروإلكتريك بمضخم قفل بصري.باستخدام التردد المرجعي للقاطع الضوئي، استخدم الكاشف الكهروبيروكهربائي لقياس قدرة الخرج للنموذج الأولي لباعث تيرهرتز بلازموني. ابدأ التوصيف الطيفي بأخذ الشعاع من ليزر تيتانيوم ياقوت مقفل النمط واستخدام مقسم شعاع لتقسيمه إلى شعاع ضخ وشعاع مسبار، ثم قم بتعديل الشعاع في مسار الضخ باستخدام معدل كهروبصري. ركز شعاع الضخ على المنطقة النشطة للباعث قيد الاختبار.لتوليد إشعاع التيرهرتز، قم بتركيز حزمة التيرهرتز المتولدة باستخدام عدسة بولي إيثيلين كروية عند نقطة تسبق المستوى البؤري لحزمة التيرهرتز، ثم ادمجها مع حزمة المسبار الضوئي باستخدام مرشح زجاجي مطلي بأكسيد القصدير والإنديوم. قم بتركيب بلورة تيلوريد الزنك بسمك 1 millimeter على منصة تدوير، وضعها عند نقطة التركيز المشتركة للحزمتين الضوئية والتيرهرتز لتغيير التأخير الزمني بين النبضات الضوئية ونبضات التيرهرتز المتفاعلة في بلورة تيلوريد الزنك. أدخل خط تأخير ضوئي قابل للتحكم في مسار المسبار الضوئي باستخدام منصة خطية بمحرك.استخدم صفيحة نصف موجية في مسار شعاع المسبار لتدوير استقطاب المسبار البصري ليكون بزاوية 45 درجة بالنسبة لاتجاه استقطاب هيرتز. بعد ذلك، استخدم صفيحة ربع موجية بعد بلورة تيلوريد الزنك لتحويل استقطاب الشعاع البصري إلى استقطاب دائري. ثم قم بتقسيم الشعاع البصري المستقطب دائرياً إلى فرعين باستخدام منشور والين.قم بقياس قدرة الشعاع البصري في كل فرع باستخدام كاشفين متوازنين متصلين بمضخم قفل (lock-in amplifier). ولغرض التحكم في التجربة وجمع البيانات، قم بتوصيل خط التأخير الآلي ومضخم القفل بجهاز كمبيوتر مبرمج لتحريك خط التأخير الآلي بشكل تكراري.توقف عن العمل واقرأ البيانات من مكبر القفل (lock-in amplifier). تظهر الصور هنا أمثلة على البواعث التقليدية (على اليسار) والبواعث البلازمونية (على اليمين) التي تم تصنيعها واختبارها. ويكمن الفرق في أن الباعث البلازموني يشتمل على تدرجين تلامسيين بلازمونيين بمقياس النانو في منفذ الدخل لهوائي ربطة العنق (bow tie antenna)، كما هو موضح في الصورة المدرجة على اليمين عند السقوط.تم تركيز المضخة الضوئية بدقة على كل جهاز مُصنع ووُضعت بالقرب من القطب الكهربائي للتلامس المصعدي لتحقيق أقصى قدر من القدرة المشعة. كما تم اختيار اتجاه المجال الكهربائي الضوئي لكل جهاز لزيادة القدرة المشعة إلى الحد الأقصى. يوضح اللون الأزرق قدرة إشعاع التيرهرتز المقاسة من باعث التيرهرتز البلازموني كدالة في قدرة المضخة الضوئية.يمثل المنحنى الأحمر الباعث التقليدي، ولاحظ أن المحور الرأسي لوغاريتمي. يستخدم الشكل الداخلي نفس نظام الألوان لإظهار التيار الضوئي كدالة في قدرة الضخ الضوئي. ويرجع التعزيز الكبير في قدرة الإشعاع إلى مستويات التيار الضوئي الأعلى المتولدة عند استخدام أقطاب تلامس بلازمونية.هنا، يتم رسم قدرة إشعاع التيرهرتز المقاسة مقابل التيار الضوئي المجمّع لجهود انحياز وقدرات ضخ ضوئي مختلفة. ومرة أخرى، يشير اللون الأزرق إلى الباعث البلازموني واللون الأحمر إلى الباعث التقليدي. جميع نقاط البيانات تم ملاءمتها منحنيًا مع نفس الخط بميل قدره اثنين.يؤكد هذا الاعتماد التربيعي لقدرة الإشعاع على التيار الضوئي المستحث، وحقيقة أن جميع ظروف التشغيل وخصائص الهوائي متطابقة بالنسبة للمشعّين. يظهر هنا تعزيز قدرة هيرتز، والمعرّف بأنه نسبة قدرة هيرتز المنبعثة من مشع هيرتز البلازموني إلى مشع هيرتز التقليدي، كدالة في جهد الانحياز لمستويات مختلفة من قدرة الضخ الضوئي؛ حيث لوحظت عوامل تعزيز في قدرة الخرج تصل إلى 50 عند مستويات قدرة ضخ ضوئي منخفضة وجهد انحياز قدره 30 فولت. وينخفض عامل التعزيز قليلاً عند مستويات قدرة ضخ ضوئي أعلى وجهود أعلى.يمكن تفسير ذلك بتأثير حجب حاملات الشحنة، والذي ينبغي أن يؤثر على الموصل الضوئي البلازموني بشكل أكبر نظرًا لتوليده تيارًا ضوئيًا أعلى وفصله لعدد أكبر من أزواج الإلكترونات والفجوات. يوضح هذا المخطط القدرة المشعة في المجال الزمني من باعث التوصيل الضوئي البلازموني. وقد تم قياسها استجابةً لنبضة بصرية مدتها 200 femtosecond من ليزر تيتانيوم ياقوت مقفل النمط بطول موجي مركزي قدره 800 nanometer ومعدل تكرار يبلغ 76 megahertz.تظهر القدرة المشعة في نطاق التردد قممًا حول 0.35 ertz و 0.55 ertz ترتبط بقمم الرنين لهوائي ربطة العنق (bow tie antenna). وترتبط القمة حول 0.1 terahertz بقمة الرنين للهوائي ثنائي القطب المتشكل من خطوط انحياز هوائي ربطة العنق. نقدم في هذا الفيديو تقنية مبتكرة لتوليد rah Hz موصلة ضوئيًا تستخدم تكوين قطب تلامس بلازموني لتعزيز كفاءة التحويل من الضوء إلى rah Hz بمقدار مرتبتين عشريتين.تعد الزيادة الكبيرة في قدرة إشعاع التراهرتز (THz) الناتجة عن الباعث الضوئي الموصل البلازموني المعروض ذات قيمة عالية لأنظمة التصوير الطيفي والمطيافية ذات الحساسية العالية في المستقبل، وذلك لأغراض التحديد الكيميائي المتقدم، والتصوير الطبي، والاستشعار البيولوجي، وعلم الفلك، والفحص الأمني، وتوصيف المواد.

design-fabrication-experimental-characterization-plasmonic

Research

JoVE Journal

Engineering

الهندسة

هي ملفقة الكريستالات السليكون الأغشية الرقيقة الخلايا الشمسية على الزجاج بواسطة ترسب طبقات البورون والفوسفور السيليكون مخدر تليها التخميل التبلور عيب، وmetallisation. هو عرض Plasmonic ضوء للاحتباس من خلال تشكيل النانوية حج على سطح الخلية السيليكون توج مع عاكس منتشرة مما أدى إلى تعزيز ~ photocurrent 45٪.

الكريستالات السليكون الخلايا الشمسية الأغشية الرقيقة مع Plasmonic معززة للضوء للاحتباس

يتعلق بما وارء على ترددات تيراهيرتز توفر فرصا فريدة من نوعها، ولكنها صعبة لصنع بكميات كبيرة. نكيف الإجراء تلفيق للألياف البصرية microstructured البوليمر غير مكلفة لتلفيق يتعلق بما وارء محتملة على نطاق صناعي. ونحن ننتج الألياف تحتوي على polymethylmethacrylate ~ قطرها ميكرون أسلاك الإنديوم 10 ميكرومتر مفصولة 100 ~، والتي تظهر استجابة تيراهيرتز plasmonic.

افتعال يتعلق بما وارء باستخدام أسلوب الرسم الألياف

يتم وصف الإجراء لتنفيذ الاستشعار معامل الانكسار للترددات تيراهيرتز على أساس الهندسة مخدد الدليل الموجي موازية لوحة هنا. طريقة تعطي قياس معامل الانكسار وحدة تخزين صغيرة من السائل من خلال رصد التغير في تردد الرنين لهيكل الدليل...

تيراهيرتز الاستشعار ميكروفلويديك باستخدام الاستشعار الدليل الموجي الموازي لوحة

هذا البروتوكول يحدد محاكاة وتصنيع وتوصيف امتصاص metamaterial THz. امتصاص مثل هذه عندما يقترن مع جهاز استشعار مناسبة، لها تطبيقات في مجال التصوير الطيفي وTHz.

المحاكاة، تصنيع وتوصيف امتصاص Metamaterial THz

يمكن للأسلاك النانوية الفضية نقل الإلكترونات والمعلومات الضوئية في وقت واحد في شكل بلازمونات سطحية. ويوصف هنا إجراء لتحقيق مثل هذه الدوائر المشتركة وتقييم القيود المفروضة على نشر كل من حاملي المعلومات.

تقييم النقل Plasmonic في سيلفر الحالية الحاملة الأسلاك المتناهية الصغر

يتم توضيح تصنيع حواجز شبكية عالية التباين كعنصر تشتيت لتقسيم الطيف المتوازي في نظام كهروضوئي مركز. يتم وصف عمليات التصنيع بما في ذلك الطباعة الحجرية النانوية ، والاخرق TiO2 والنقش الأيوني التفاعلي. تستخدم نتائج قياس الانعكاس لتوصيف الأداء البصري.

تصنيع حواجز شبكية عالية التباين لتقسيم الطيف المتشتتة عنصر في نظام الضوئية المركزة

ويرد بروتوكول لتركيب الغروية من nanocubes الفضة وتصنيع هوائيات النانو التصحيح plasmonic مع الفرعي 10 نانومتر الثغرات.

الغروية توليف Nanopatch هوائيات للتطبيقات في Plasmonics وبصريات النانو

ويرد بروتوكول لتصميم وتصنيع القائم على عمود نانوي رواية انقسام عصابة مرنان (SRR).

تصنيع حزام تقسيم دوائر الرنين عمود نانوي القائم على النزوح الحالي الرنين وساطة في تيراهيرتز يتعلق بما وارء

ونحن تثبت تلفيق صفائف الدوري نانوكوب الذهب باستخدام تقنيات معدني الغروية ومناقشة أهمية الأفلام نانوبلاسمونيك.

تصنيع صفائف الدوري نانوكوب الذهب باستخدام الطباعة الحجرية غرواني

ويصف هذا البروتوكول الأجهزة لتحديد الإثارة وتقارن معدلات بين بواعث الخفيفة والسطحية مأكل مثل الطحين مثل بلوخ بولاريتونس الناشئة عن المصفوفات الدورية.

تصميم الإثارة وتقارن معدلات بين بولاريتونس السطحية مأكل مثل الطحين وبواعث الخفيفة

هنا هو بروتوكول لتركيب الفضة البلاديوم (Ag-Pd) سبائك الجسيمات النانوية (NPs) معتمدة على ZrO2 (Ag-Pd/ZrO2). يسمح هذا النظام بحصاد الطاقة من التشعيع الضوئي المرئي لتسريع التحولات الجزيئية والتحكم فيها. ويتجلى ذلك في تخفيض النيتروبزين في إطار التشعيع الخفيف الذي حفزه Ag-Pd/ZrO2 NPs.

إعداد جسيمات نانوية سبائك الفضة-البلاديوم للحفز بلازمونيك تحت الإضاءة الضوئية المرئية

تعلم تصميم وتصنيع بواعث تيراهيرتز بلازمونية موصلة كهربائيًا بفعل الضوء لتحسين كفاءة توليد الإشعاع. تُظهر النتائج زيادة في القدرة بمقدار مرتبتين مقارنة بالتصميمات التقليدية.

تصميم وتصنيع، والتجريبية توصيف Plasmonic بواعث تيراهيرتز موصل كهربائي بفعل الضوء

استكشف المزيد من الفيديوهات