圆波导硅探测结构对X波段电磁波模式的响应

作     者：王光强 王建国 朱湘琴 王雪锋 李爽 Wang Guangqiang;Wang Jianguo;Zhu Xiangqin;Wang Xuefeng;Li Shuang

作者机构：西北核技术研究所西安710024 高功率微波技术重点实验室西安710024 

出 版 物：《强激光与粒子束》 (High Power Laser and Particle Beams)

年 卷 期：2014年第26卷第10期

页      面：205-210页

核心收录：

学科分类：0808[工学-电气工程] 0809[工学-电子科学与技术（可授工学、理学学位）] 08[工学] 0702[理学-物理学] 

基　　金：国家自然科学基金重点项目(61231003) 

主　　题：探测 高功率微波 圆波导 硅 灵敏度 

摘      要：采用数值模拟和理论分析方法,研究了圆波导内置n-Si探测结构对X波段几种常用电磁波模式的电场响应。首先基于强电场下的热载流子效应,设计了一种利用n-Si进行高功率脉冲实时测量的圆波导探测结构。接着采用三维并行电磁场时域有限差分方法,模拟研究并分析了TE11(两种极化方向)、TM01和TE01模式作用下圆波导探测结构内的横向电场分布特点。结果表明:不同模式下探测芯片内的横向电场均以径向电场为主,径向和角向电场幅度比约为10,而芯片在圆波导内引入的横向电场驻波比均不大于1.3。最后推导了圆波导探测结构在不同模式电场作用下的灵敏度表达式,理论分析指出了探测结构的最大承受功率与圆波导模式有关,最高可达422MW,响应时间则均为ps量级,初步证实了该探测结构可用于X波段百MW级脉冲波源在线探测的可行性。