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太赫兹(THz)辐射具有重要的科学价值和广泛的应用前景,其中关键的技术是太赫兹波的产生技术。目前最广泛的方式是通过光电导方法,在飞秒激光激励下用GaAs PCSS(Photoconductive semiconductor switch)作为太赫兹辐射天线,在太赫兹时域光谱(THz-TDS)系统中产生太赫兹波。由于目前国际上应用于太赫兹时域光谱系统中的光电导天线都是工作在线性工作模式下,这种方法虽然能够辐射出足够宽的太赫兹频谱,但辐射出的太赫兹波功率和效率太低,如何获得高功率、大能量、高效率的太赫兹辐射源成为急需解决的问题。GaAs光电导开关的雪崩倍增工作模式下输出的超快电脉冲功率可以远远大于其线性工作模式下。迄今为止国际上并没有发现利用雪崩倍增机制的GaAs光电导开关作为辐射源来产生THz辐射的相关报道。究其原因,首先必须解决两个核心问题,第一:在GaAs光电导天线中出现载流子的雪崩倍增效应必须同时满足相应的触发光能阈值和偏置电场阈值条件,也就是说,当GaAs光电导天线的偏置电场超过耿氏电场阈值,且触发光注入的载流子浓度满足形成电荷畴条件时,才能生成光激发电荷畴,从而形成载流子的雪崩碰撞电离导致载流子雪崩倍增;第二:即便实现了飞秒激光触发GaAs光电导天线的雪崩倍增模式,但由于该模式电流波形的“锁定效应”(又称lock-on效应),GaAs光电导天线也不能工作于高重复工作频率条件下。本文探讨了用雪崩倍增猝灭工作模式的GaAs光电导开关作为光电导天线产生THz辐射的可能性及研究进展。通过理论分析和实验探究,在实验上实现了:第一,用纳焦量级的飞秒激光脉冲可以成功触发GaAs光电导开关进入雪崩倍增模式,本文用6 nJ的飞秒激光成功触发GaAs光电导开关实现了载流子的雪崩倍增,这是目前国际上有报道的最小能量值。第二,成功实现了GaAs光电导开关的雪崩倍增猝灭工作模式,使载流子雪崩倍增的猝灭时间减小到1.23 ns,可以在80 MHz的重复频率下工作,而不会被击穿。这为利用雪崩倍增机制的GaAs光电导开关作为GaAs光电导天线产生高功率的THz辐射奠定了实验基础。