Способ амплитудной модуляции электромагнитного излучения Советский патент 1992 года по МПК H01L31/00 

HiXJiPicmie относится к технике модуляции jjit ктромагкитного излучения ГВЧ-дил азона, а именно к технике r ),r rinniin и ЛУЧЕНИЯ миллиметрового н субммлгимотроного диапазона.

I n pi) тобр тения является повышение оЛхЬгк , илнос7 и модулящш излучения митлшетрового и субмиллиметрового дм iiia зочоп,

rlc. I JHI . 1 и юоражена схема, иллю- с рируюцая способ; на (иг. 2 - эави- г-нмсг ь KO-iOH)ttia c na отражения от тем- , ep,tT 11 1 чо степей; на f Hir. 3 - зави- симип коос хЪицчента отражения от Г; г 1 ррп ндикулярного поляризован- иго излучения угла падения 60 и лла-эменнои частоты C0nft 5 10 при ). зпич vinJ ax волн отраженного о г полулроподннка излечения. Пл схеме of ч1нчо излучение 1, которое

необходимо промодулироплть. I го отражают от поверхности полупроводникового материала 2, находящегося в тепловом контакте с термостаюм 3, температуру носителей тока п полупроводниковом материапе изменяют внешним воздействием. Отраженное от поверхности полупроводника излучение при этом промодулировано п СОТТЛРТСТВИИ с законом, по KOTopur-v промодулирован коэффициент отражения.

Работа способа основана на слелу- кадх физических законах. Известно, что коэффициент отражения R электромагнитного излучения от поверхности полупроводника определяются обобщенными формулами Френеля.

II миллиметровой н субмилпимет ро- вой области основным Фактором, определяющим величину отраHand

О5 -vj

О

00 00

жеиип, является взаимодействие с га- том свободных носителей полупроводника, параметры которого зависят от -ттектронной температуры. Следователь- изменение электронной температуры прииодит к изменению R (модуляции излучения).

На фиг. 2 приведены зависимости козЗДнциентоп отражения от температуры носителей, полученные расчетом нл DRII. Зависимости построены для полупроводника nGaAs, плазменной

тоты Мпл 5-10 Гц и длины волны пзд.чютото на полупроводник излучения А О, J76 мм. Рядом с каждой кривой ун.ч за но значение угла падения и поля- ричашш излучения. На фиг. 3 приведены (авноимости коэффициента отражения от Т для I - поляризованного из ЛУГГННЯ, угла падения 60 и плазмен- но, частотыСОП( S. 10 Гц, соответству- различным значениям длины полны отражающегося от полупроводника nGaAe излучения (значения длины волны указаны у каждой кривой).

Из графиков, приведенных на фиг,2, 1, видно, что изменение температуры н лс и тол «.-и на 100-100, К приводит к и 1МГНОНИЮ коэффициента отражения в несколько раз,

Расч ты, проведенные с помощью ЖМ, подпали, что максимальная глуU 1 полуляцни реализуется при выполкмтп условий

о,асо con(v и. 2 о,

0,5 CJ- c со - 5 ,

Концентрация носителей равновесного полупроводника определяется в ос- нонном степенью его легирования. Однако концентрация носителей может увеличена в широких пределах при облучении полупроводника излучением с энергией кванта, превышающей imtpHity запрещенной зоны. При осуществляемой с помощью оптического ичлуче- ш«я подстройке плазменной частоты производится увеличение глубины моду- ллшш электромагнитного излучения.

Нагрев носителей тока может быть осуществлен различными способами, в частности при пропускании через полупроводник электрического тока. К настоящему времени экспериментально осуществлен нагрев носителей тока до температуры более 1000 К, т.е. до предельного значения, определяемого пробоем полупроводника.

Максимальная возможная частота модуляции в соответствии с заявляемым изобретением определяется величиной f,

5

0

5

0

5

0

где 2 время релаксации не превьпвапрпо импульсу. Величина с

ет (8), откуда f пр 10 ГГц.

Таким образом, изобретение позволяет осуществлять модуляцию в области миллиметровых и субмиллиметровых волн, с большой глубиной модуляции и высокой предельной частотой.

Формула изобретения

Способ амплитудной модуляции электромагнитного излучения путем изменения коэффициента отражения излучения от поверхности полупроводника, отличающийся тем, что, с целью повышения эффективности модуляции излучения миллиметрового и субмиллиметрового диапазонов, изменение коэффициента отражения от поверхности полупроводника производят путем изменения температуры носителей тока в полупроводнике, при этом используют полупроводник, плазменная частота которого начальное

ПА

ние времени релаксации импульса t0 удовлетворяют условиям 0, 2СА

значеА.

0,5-(лГ

С

5GJ,

где СО- частота излучения, осуществляют подстройку плазменной частоты полупроводника до получения максимальной глубины модуляции путем облучения полупроводника оптическим излучением с энергией кванта, превышающей лирику запрещенной зоны.

Изобретение относится к технике модуляции электром)гни 1 ного излучения. Целью изобретения ЯВЛЯРТСЯ повышение эфЛектинности модуляции излучения миллимет7 ово1 о и субмилли- метрового диапазонов. МОДУЛЯГСИЯ осуществляется за счет управчет-ся температурой носителей тока в почупровод- нике при отражении модулируемого излучения от его поверхности. При этом плазменная частота изменяется зя счет облучения полупроводник HJHV- чением с энергией кванта, превышающей ширину запрещенной зоны. Изобретение может быть использовано н технике приема и передачи ГПЧ-нзпучения. Т ил.

0.6

W V

WO

Фыг. /

GOTJ

300 500

Щи г. I

Ъ.г

0,5

ЮО Ж 500 700 900 TttK

Фиг.З

,376ям

,WMM Л-Of мм