1、光電探測(cè)器是光纖通信系統(tǒng)的基本器件，也是混頻法產(chǎn)生無(wú)線波的重要元件。隨著高速光纖通信和太赫茲（THz）波的發(fā)展，這就要求光電探測(cè)器向高速方向發(fā)展。金屬-半導(dǎo)體-金屬交叉電極具有很低的電容而被廣泛地應(yīng)用于高速光電探測(cè)器和 THz混頻器（THz混頻器是一種超高速的光電探測(cè)器）中。
　　響應(yīng)度是高速光電探測(cè)器一個(gè)非常重要的物理量，它決定了轉(zhuǎn)化的電信號(hào)能否被探測(cè)到和輸出的THz能否可利用。響應(yīng)度的大小與量子效率和光的透射率兩個(gè)方面有關(guān)，因

2、此，增加金屬交叉電極高速探測(cè)器的量子效率和透射率是一個(gè)亟待解決的問(wèn)題。諧振腔增強(qiáng)結(jié)構(gòu)能在較薄的吸收層上得到很高的量子效率；金屬交叉電極的間距減少到亞波長(zhǎng)級(jí)別時(shí)，它還具有對(duì)光透射增強(qiáng)和充當(dāng)反射鏡的功能。本文把幾種結(jié)構(gòu)不同的金屬交叉電極與諧振腔增強(qiáng)結(jié)構(gòu)耦合起來(lái)，得到了高速、高響應(yīng)度的高性能光電探測(cè)器。全文的研究?jī)?nèi)容主要包括以下幾個(gè)方面：
　?。?）研究了混頻法產(chǎn)生THz波的基本原理，從THz混頻器的工作原理出發(fā)推導(dǎo)出THz波輸出功率的

3、計(jì)算公式，分析了影響輸出功率的因素，發(fā)現(xiàn)了增強(qiáng)量子效率是提高輸出功率的最佳方法。然后提出了在普通 THz混頻器上耦合一個(gè)諧振腔增強(qiáng)結(jié)構(gòu)，并分析了諧振腔結(jié)構(gòu)對(duì)THz輸出功率的影響。得到了諧振腔的最高量子效率為93％，以及它的低頻THz波輸出功率為非諧振腔結(jié)構(gòu)的8倍。
　?。?）推導(dǎo)了亞波長(zhǎng)金屬單狹縫的透射率計(jì)算公式，詳細(xì)地分析了影響透射率的幾種因素。根據(jù)亞波長(zhǎng)金屬單狹縫可以形成透射增強(qiáng)、充當(dāng)反射鏡和提供低電容電極的三重功能，提出了亞

4、波長(zhǎng)金屬單狹縫的級(jí)聯(lián)腔結(jié)構(gòu)光電探測(cè)器。主要分析了金屬狹縫對(duì)探測(cè)器性能的影響，狹縫的第一級(jí)諧振高度都為320nm，當(dāng)狹縫的寬度為60nm時(shí)，級(jí)聯(lián)腔結(jié)構(gòu)探測(cè)器與普通結(jié)構(gòu)的相比，響應(yīng)度提高為80。并得到了此結(jié)構(gòu)的3dB響應(yīng)帶寬為150GHz。
　?。?）基于亞波長(zhǎng)金屬單狹縫光電探測(cè)器的應(yīng)用局限性和亞波長(zhǎng)金屬光柵也具有的三重功能，以及金屬薄層具有反射率高和制作工藝簡(jiǎn)單的特性，提出了亞波長(zhǎng)金屬光柵的級(jí)聯(lián)腔結(jié)構(gòu)光電探測(cè)器。對(duì)亞波長(zhǎng)金屬光柵的結(jié)