半导体材料中光生等离子体效应具有折射率系数大、响应速度快等优势，国内外已有大量基于该效应设计和制作全光开关、调制器等控制光波及微波传输特性的器件的报道。深入研究半导体材料中光生等离子体效应对设计新型光控型器件以及改良现有光控型器件具有重要的指导意义。　　将光生等离子体效应与菲涅尔波带板(或称菲涅尔区板)衍射天线的概念结合起来，设计了基于光生等离子体效应的菲涅尔波带板天线。本文中介绍的光生等离子体菲涅尔波带板是这种新型天线的核心器件。　　首先，详细介绍了光生等离子体效应在光开关和光控毫米波天线领域的应用。然后由光照射半导体材料基片的模型，推导出了在稳态光照射下硅片中光生等离子体浓度的一维分布表达式。分析了影响硅片中光生等离子体浓度分布的几种因素。此外还分析了瞬态光照射下硅片中的等离子体浓度分布特点。　　其次，设计了一种工作在94GHz的毫米波菲涅尔波带板，通过对光学中传统的菲涅尔波带板公式的分析和推导得到了波带板的环带半径公式。分析了红外光注入高电阻率硅片后引起硅片的消光系数和折射率的变化以及消光系数的变化对94GHz毫米波的强度衰减的影响。给出了光生等离子体菲涅尔波带板的工作原理和系统结构。设计了用于光注入的红外照射阵列及其驱动电路。　　最后，测量光生等离子体菲涅尔波带板天线的增益效果，并且测得这种新的天线结构的增益为4dB。分析了实验中光生等离子体菲涅尔波带板天线的增益效果的不够理想的原因，提出了进一步改善天线系统增益的方案。