HEMT阵列太赫兹辐射源锁频锁相方法

本发明属于太赫兹辐射源，更为具体地讲，涉及一种hemt阵列太赫兹辐射源锁频锁相方法。

背景技术：

1、基于高电子迁移率晶体管(high electron mobility transistor,hemt)的小型化固态太赫兹源可以产生频率为1～3thz的可调太赫兹辐射，在通信、医疗、国防、环境等众多学科领域具有重要的应用价值。此类器件的工作原理是：通过构造特殊边界条件，使hemt异质结中的二维电子气触发等离子体不稳定性，从而激发太赫兹波段的等离子体波(即等离子激元)，然后将等离子体波转换为太赫兹电磁辐射。通常，单个hemt器件的辐射功率较低，只能达到微瓦量级，为获得较大的辐射功率，需要对hemt辐射单元进行阵列化集成。

2、图1是现有的hemt阵列太赫兹辐射源结构图。如图1所示，所有单元的源极(s)连接在一起，所有单元的漏极(d)连接在一起，所有单元的栅极(g)连接在一起。当器件工作时，在所有单元的漏极、源极之间施加正偏压ug开启所有hemt，同时在栅极、源极之间施加偏压ud控制二维电子气浓度以调节辐射频率。然而，由于各单元内部激发的等离子体波在峰值频率与相位方面具有随机性，这种方法难以确保所有辐射单元以相同的频率和相位工作，因此阵列辐射源功率合成效果与相干性受到严重影响。

技术实现思路

1、本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种hemt阵列太赫兹辐射源锁频锁相方法，在hemt阵列中设置种子信号源，通过异步启动的方式实现hemt阵列太赫兹辐射源的锁频锁相。

2、为实现上述发明目的，本发明hemt阵列太赫兹辐射源锁频锁相方法包括以下步骤：

3、s1：将hemt阵列太赫兹辐射源中所有hemt单元的源极接地、栅极短路；

4、s2：从hemt阵列中选择一个hemt单元作为种子信号源，将种子信号源的漏极单独连接一个电压源，其余hemt单元的漏极共同连接到另一个电压源；

5、s3：开启种子信号源，在其内部的二维电子气中激发等离子体波，然后将种子信号源中的等离子体波电信号传输到hemt阵列中的其它hemt单元，在这些hemt单元中建立起同频同相的等离子体波种子信号；

6、s4：待等离子体波种子信号源稳定工作后，开启阵列中其它hemt单元，对其内的等离子体波种子信号进行放大，实现hemt阵列太赫兹辐射源的锁频锁相。

7、本发明hemt阵列太赫兹辐射源锁频锁相方法，将hemt阵列太赫兹辐射源中所有hemt单元的源极接地、栅极短路，从hemt阵列中选择一个hemt单元作为种子信号源，并将种子信号源的漏极单独连接一个电压源，开启种子信号源，在其内部二维电子气中激发等离子体波并传输到其他hemt单元，待等离子体波种子信号源稳定工作后再开启阵列中其它hemt单元，对种子信号进行大，最终实现锁频、锁相的太赫兹辐射。

8、本发明具有以下有益效果：

9、1)本发明采用异步启动，首先开启阵列中的种子信号源，将种子信号馈入其它hemt单元建立其同频同相位的初始等离子体波，然后再开启其它单元，对初始等离子体波进行放大。此方法能够解决当前hemt阵列太赫兹辐射源中由启动时间误差导致的各辐射单元振荡相位不同步、辐射频率不重合的缺点，有助于提升此类器件的辐射功率与相干性；

10、2)本发明能够解决现有hemt阵列太赫兹辐射源中因加工误差、热噪声等因素引起的辐射频谱不纯净的问题，有助于hemt阵列的辐射功率合成。

技术特征：

1.一种hemt阵列太赫兹辐射源锁频锁相方法，其特征在于，包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的hemt阵列太赫兹辐射源锁频锁相方法，其特征在于，所述步骤s2中选择位于hemt阵列几何中心的hemt单元作为种子信号源。

3.根据权利要求1所述的hemt阵列太赫兹辐射源锁频锁相方法，其特征在于，所述步骤s2中在确定种子信号源后，配置各个hemt单元与种子信号源的距离，使得hemt单元与种子信号源的信号相位差达到2π的整数倍。

技术总结
本发明公开了一种HEMT阵列太赫兹辐射源锁频锁相方法，将HEMT阵列太赫兹辐射源中所有HEMT单元的源极接地、栅极短路，从HEMT阵列中选择一个HEMT单元作为种子信号源，并将种子信号源的漏极单独连接一个电压源，开启种子信号源，在其内部二维电子气中激发等离子体波并传输到其他HEMT单元，待等离子体波种子信号源稳定工作后再开启阵列中其它HEMT单元，对种子信号进行大，最终实现锁频、锁相的太赫兹辐射。本发明在HEMT阵列中设置种子信号源，通过异步启动的方式实现HEMT阵列太赫兹辐射源的锁频锁相。

技术研发人员：杨生鹏,宫玉彬,张平,王少萌,王战亮,郑源
受保护的技术使用者：电子科技大学
技术研发日：
技术公布日：2024/1/16