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新型太赫兹光电探测机理与探测器件研究的开题报告
一、选题背景与意义
太赫兹波(THz)成为近年来国际上热门的研究领域，理由是作为电磁波谱的一个新区域，THz波的频率介于微波和红外之间，并具有一定穿透力和成像能力，因而被广泛用于物质结构、磁场以及生命体内的成像探测。然而，随着太赫兹应用需求的不断增加，太赫兹探测技术面临着更大的挑战和机遇。一般而言，太赫兹探测器件采用的是太赫兹辐射与物质的相互作用来进行信号传递，其中太赫兹光电探测器是一类依靠吸收太赫兹辐射的电磁波（光）所产生电荷效应来进行电信号转换或光信号检测的器件，是太赫兹技术中重要的一环。因此，要研究新型太赫兹光电探测机理及器件，以提高太赫兹探测器件的灵敏度和信噪比，进而提升太赫兹探测技术的性能及应用价值。
二、研究内容
本文拟从以下两个角度来分别探讨太赫兹光电探测机理及新型器件的研究问题。
2.1太赫兹探测机理研究
（1）太赫兹光电物理及其探测机理分析，如利用过渡带可调制激光等技术产生太赫兹光，并研究其超快作用规律，探讨光电质量效应等原理和机理。
（2）太赫兹辐射与材料相互作用分析，研究太赫兹辐射与各种材料间的相互作用规律及内在机理。
（3）太赫兹信号处理及相关算法，对探测器产生的信号进行分析和处理，提高信噪比及灵敏度，进而探讨适用于不同信号性质的处理算法。
2.2新型太赫兹光电探测器件研究
（1）太赫兹探测器件的制备方法和技术，如采用光刻法、化学气相沉积法等制备方法，研究这些方法适用于不同器件的制备。
（2）既有太赫兹探测器件的提升研究，如太赫兹天线、超快光电探测器件等器件的提升研究，通过优化器件的结构、材料及工艺等方面，提高太赫兹探测器件在抗干扰、灵敏度和响应时间等方面的性能。
（3）新型太赫兹探测器件的研究，如量子点探测器、谷州几何型探测器等器件的开发及探讨。
三、主要研究方法
本文将采用实验与理论相结合的方式来探究太赫兹探测机理及新型器件问题。
（1）实验方法。通过搭建太赫兹辐射光源及实验环境，对光电探测机理中的光致产生电荷效应进行研究；制备从太赫兹波段到红外波段的探测器件样品，并评价性能。
（2）理论方法。基于电磁学、量子力学、光学等学科的理论研究，推导号入光、辐射与材料相互作用的理论模型，并解释其产生机理；运用电子输运理论、能带结构理论等原理，探讨探测器件增强性能的基本原理。
四、研究预期成果
本文拟通过对太赫兹光电探测技术中机理研究，以及对新型太赫兹光电探测器件的研究，以期获得以下几方面的主要研究成果：
（1）研究太赫兹辐射与各种材料间的相互作用规律及内在机理，阐明光致产生电的基础理论；
（2）发展适合于各种类型信号的太赫兹信号处理算法，并验证算法在不同信号情况下的实用性；
（3）研究新型太赫兹光电探测器件，开发适合于太赫兹波段的量子点探测、谷州几何型探测及超快光电探测等多种器件，进一步提升太赫兹光电探测器件的性能及应用价值。
五、论文结构
本文主要分为以下几个部分：
第一部分：选题背景及意义。介绍太赫兹技术的研究状态及其发展现状，探讨太赫兹光电探测技术的发展前景。
第二部分：太赫兹探测机理研究。介绍太赫兹光电物理及其探测机理分析，阐述太赫兹辐射与材料相互作用分析、太赫兹信号处理及相关算法等方面的研究成果。
第三部分：新型太赫兹光电探测器件研究。介绍太赫兹探测器件的制备方法和技术、既有太赫兹探测器件的提升研究以及新型太赫兹探测器件的研究等方面的研究成果。
第四部分：研究方法及预期成果。介绍本文的研究方法及研究预期成果。
第五部分：结论及展望。对本文研究成果进行总结和归纳，以及对太赫兹光电探测技术未来的发展前景进行展望。