Skip to main content
Erschienen in: Journal of Computational Electronics 1/2020

17.10.2019

Enhancement of the frequency peak of terahertz photoconductive antennas using metamaterial (MTM) superstrate structures

verfasst von: Amir Alizadeh, Majid Nazeri, Ahmad Sajedi Bidgoli

Erschienen in: Journal of Computational Electronics | Ausgabe 1/2020

Einloggen

Aktivieren Sie unsere intelligente Suche um passende Fachinhalte oder Patente zu finden.

search-config
loading …

Abstract

A new design based on a metamaterial superstrate structure for THz photoconductive antennas is reported herein. To enhance the THz output frequency peaks, the use of metamaterials on THz photoconductive antennas is proposed, and simulated by using the CST Microwave Studio software. Use of such a metamaterial superstrate structure over the electrodes of an antenna leads to an enhancement of the frequency peak from 0.8 to 1.3 THz.

Sie haben noch keine Lizenz? Dann Informieren Sie sich jetzt über unsere Produkte:

Springer Professional "Wirtschaft+Technik"

Online-Abonnement

Mit Springer Professional "Wirtschaft+Technik" erhalten Sie Zugriff auf:

  • über 102.000 Bücher
  • über 537 Zeitschriften

aus folgenden Fachgebieten:

  • Automobil + Motoren
  • Bauwesen + Immobilien
  • Business IT + Informatik
  • Elektrotechnik + Elektronik
  • Energie + Nachhaltigkeit
  • Finance + Banking
  • Management + Führung
  • Marketing + Vertrieb
  • Maschinenbau + Werkstoffe
  • Versicherung + Risiko

Jetzt Wissensvorsprung sichern!

Springer Professional "Technik"

Online-Abonnement

Mit Springer Professional "Technik" erhalten Sie Zugriff auf:

  • über 67.000 Bücher
  • über 390 Zeitschriften

aus folgenden Fachgebieten:

  • Automobil + Motoren
  • Bauwesen + Immobilien
  • Business IT + Informatik
  • Elektrotechnik + Elektronik
  • Energie + Nachhaltigkeit
  • Maschinenbau + Werkstoffe




 

Jetzt Wissensvorsprung sichern!

Springer Professional "Wirtschaft"

Online-Abonnement

Mit Springer Professional "Wirtschaft" erhalten Sie Zugriff auf:

  • über 67.000 Bücher
  • über 340 Zeitschriften

aus folgenden Fachgebieten:

  • Bauwesen + Immobilien
  • Business IT + Informatik
  • Finance + Banking
  • Management + Führung
  • Marketing + Vertrieb
  • Versicherung + Risiko




Jetzt Wissensvorsprung sichern!

Literatur
1.
Zurück zum Zitat Tonouchi, M.: Cutting-edge THz technology. Nat. Photonics 1, 97–105 (2007)CrossRef Tonouchi, M.: Cutting-edge THz technology. Nat. Photonics 1, 97–105 (2007)CrossRef
2.
Zurück zum Zitat Auston, D.H., Chung, K.P., Smith, P.R.: Picosecond photoconducting Hertzian dipoles. Appl. Phys. Lett. 45, 284 (1984)CrossRef Auston, D.H., Chung, K.P., Smith, P.R.: Picosecond photoconducting Hertzian dipoles. Appl. Phys. Lett. 45, 284 (1984)CrossRef
3.
Zurück zum Zitat Vodopyanov, K.L.: Optical THz-wave generation with periodically-inverted GaAs. Laser Photon. Rev. 2(1–2), 11–25 (2008)CrossRef Vodopyanov, K.L.: Optical THz-wave generation with periodically-inverted GaAs. Laser Photon. Rev. 2(1–2), 11–25 (2008)CrossRef
4.
Zurück zum Zitat Tani, M., Matsuura, S., Sakai, K., Nakashima, S.: Emission characteristics of photoconductive antennas based on low-temperature-grown GaAs and semi-insulating GaAs. Appl. Opt. 36(30), 7853–7859 (1997)CrossRef Tani, M., Matsuura, S., Sakai, K., Nakashima, S.: Emission characteristics of photoconductive antennas based on low-temperature-grown GaAs and semi-insulating GaAs. Appl. Opt. 36(30), 7853–7859 (1997)CrossRef
5.
Zurück zum Zitat Brener, I., Dykaar, D., Frommer, A., Pfeiffer, L.N., Lopata, J., Wynn, J., West, K.: THz emission from electric field singularities in biased semiconductor. Opt. Lett. 21, 1924–1926 (1996)CrossRef Brener, I., Dykaar, D., Frommer, A., Pfeiffer, L.N., Lopata, J., Wynn, J., West, K.: THz emission from electric field singularities in biased semiconductor. Opt. Lett. 21, 1924–1926 (1996)CrossRef
6.
Zurück zum Zitat Kim, J.H., Polley, A., Ralph, S.E.: Efficient photoconductive THz source using line excitation. Opt. Lett. 30, 2490–2492 (2005)CrossRef Kim, J.H., Polley, A., Ralph, S.E.: Efficient photoconductive THz source using line excitation. Opt. Lett. 30, 2490–2492 (2005)CrossRef
7.
Zurück zum Zitat Zhang, J.: Characterization of the THz photoconductive antenna by three-dimensional finite difference time-domain method. arXiv:1406-3872, pp. 1–21 (2014) Zhang, J.: Characterization of the THz photoconductive antenna by three-dimensional finite difference time-domain method. arXiv:​1406-3872, pp. 1–21 (2014)
8.
Zurück zum Zitat Piao, Z., Tani, M., Sakai, K.: Carrier dynamics and THz radiation in photoconductive antennas. Jpn. J. Appl. Phys. 39, 96–100 (2000)CrossRef Piao, Z., Tani, M., Sakai, K.: Carrier dynamics and THz radiation in photoconductive antennas. Jpn. J. Appl. Phys. 39, 96–100 (2000)CrossRef
9.
Zurück zum Zitat Nazeri, M., Massudi, R.: Study of a large area THz antenna by using a finite difference time domain method and lossy transmission line. Semicond. Sci. Technol. 25, 045007 (2010)CrossRef Nazeri, M., Massudi, R.: Study of a large area THz antenna by using a finite difference time domain method and lossy transmission line. Semicond. Sci. Technol. 25, 045007 (2010)CrossRef
10.
Zurück zum Zitat Park, S.G., Jin, K.H., Yi, M., Ahn, J., Jeong, K.H.: Enhancement of THz pulse emission by optical nanoantenna. ACS Nano 6, 2026–2031 (2012)CrossRef Park, S.G., Jin, K.H., Yi, M., Ahn, J., Jeong, K.H.: Enhancement of THz pulse emission by optical nanoantenna. ACS Nano 6, 2026–2031 (2012)CrossRef
11.
Zurück zum Zitat Singh, A., Surdi, H., Nikesh, V.V., Prabhu, S.S., Dohler, G.H.: Improved efficiency of photoconductive THz emitters by increasing the effective contact length of electrodes. AIP Adv. 3, 122106 (2013)CrossRef Singh, A., Surdi, H., Nikesh, V.V., Prabhu, S.S., Dohler, G.H.: Improved efficiency of photoconductive THz emitters by increasing the effective contact length of electrodes. AIP Adv. 3, 122106 (2013)CrossRef
12.
Zurück zum Zitat Zolfagharloo Koohi, M., Neshat, M.: Evaluation of graphene-based THz photoconductive antennas. Sci. Iran. 23, 1299–1305 (2015) Zolfagharloo Koohi, M., Neshat, M.: Evaluation of graphene-based THz photoconductive antennas. Sci. Iran. 23, 1299–1305 (2015)
13.
Zurück zum Zitat Khiabani, N., Huang, Y., Garcia, L.E., Shen, Y., Lavado, A.: A novel sub-THz photomixer with nano trapezoidal electrodes. IEEE Trans. Terahertz Sci. Technol. 4, 501–508 (2014)CrossRef Khiabani, N., Huang, Y., Garcia, L.E., Shen, Y., Lavado, A.: A novel sub-THz photomixer with nano trapezoidal electrodes. IEEE Trans. Terahertz Sci. Technol. 4, 501–508 (2014)CrossRef
14.
Zurück zum Zitat Nazeri, M., Sajedi, A.: Change of THz antenna spectrum when surrounding dielectric alters. Optik 183, 650–655 (2019)CrossRef Nazeri, M., Sajedi, A.: Change of THz antenna spectrum when surrounding dielectric alters. Optik 183, 650–655 (2019)CrossRef
15.
Zurück zum Zitat Tani, M., Matsuura, S., Sakai, K., Nakashima, S.: Emission characteristics of photoconductive antennas based on low-temperature-grown GaAs and semi-insulating GaAs. Appl. Opt. 36, 7853–7859 (1997)CrossRef Tani, M., Matsuura, S., Sakai, K., Nakashima, S.: Emission characteristics of photoconductive antennas based on low-temperature-grown GaAs and semi-insulating GaAs. Appl. Opt. 36, 7853–7859 (1997)CrossRef
16.
Zurück zum Zitat Duvillaret, L., Garet, F., Roux, J.-F., Coutaz, J.-L.: Analytical modeling and optimization of terahertz time-domain spectroscopy experiments using photoswitches as antennas. IEEE J. Sel. Quantum Electron. 7, 615–623 (2001)CrossRef Duvillaret, L., Garet, F., Roux, J.-F., Coutaz, J.-L.: Analytical modeling and optimization of terahertz time-domain spectroscopy experiments using photoswitches as antennas. IEEE J. Sel. Quantum Electron. 7, 615–623 (2001)CrossRef
17.
Zurück zum Zitat Veselago, V.G.: The electrodynamics of substances with simultaneously negative value of epsilon and mu. Sov. Phys. Usp. 10(4), 509–514 (1968)CrossRef Veselago, V.G.: The electrodynamics of substances with simultaneously negative value of epsilon and mu. Sov. Phys. Usp. 10(4), 509–514 (1968)CrossRef
18.
Zurück zum Zitat Balmaz, P., Martin, O.: Electromagnetic resonances in individual and coupled split-ring resonators. J. Appl. Phys. 92, 2929 (2002)CrossRef Balmaz, P., Martin, O.: Electromagnetic resonances in individual and coupled split-ring resonators. J. Appl. Phys. 92, 2929 (2002)CrossRef
19.
Zurück zum Zitat Smith, D.R., Vier, D.C., Koschny, Th, Soukoulis, C.M.: Electromagnetic parameter retrieval from inhomogeneous metamaterials. Phys. Rev. E 71, 036617 (2005)CrossRef Smith, D.R., Vier, D.C., Koschny, Th, Soukoulis, C.M.: Electromagnetic parameter retrieval from inhomogeneous metamaterials. Phys. Rev. E 71, 036617 (2005)CrossRef
20.
Zurück zum Zitat Maier, S.A.: Plasmonics: fundamentals and applications. Springer, New York (2007)CrossRef Maier, S.A.: Plasmonics: fundamentals and applications. Springer, New York (2007)CrossRef
Metadaten
Titel
Enhancement of the frequency peak of terahertz photoconductive antennas using metamaterial (MTM) superstrate structures
verfasst von
Amir Alizadeh
Majid Nazeri
Ahmad Sajedi Bidgoli
Publikationsdatum
17.10.2019
Verlag
Springer US
Erschienen in
Journal of Computational Electronics / Ausgabe 1/2020
Print ISSN: 1569-8025
Elektronische ISSN: 1572-8137
DOI
https://doi.org/10.1007/s10825-019-01407-2

Weitere Artikel der Ausgabe 1/2020

Journal of Computational Electronics 1/2020 Zur Ausgabe

Neuer Inhalt