The development of ultrafast short pulse laser and photoconductive material makes it possible to generate an electrical pulse with a few picoseconds. In addition, with the photoconductive sampling, it is possible to measure the generated electrical short pulse with sub picosecond resolution.
In this paper, as reducing the width of the generated electrical pulse, the photoconductive sampling applies for a new millimeter wave measurement technique to surpass the frequency limitation of the extant conventional electrical network analyzer due to the discontinuities of connectors and the lack of millimeter wave sources.
To verify the reliability of on-wafer photoconductive sampling as a new measurement technique at millimeter wave region, simple millimeter wave devices with simple coplanar waveguide structure are measured using on-wafer photoconductive sampling. In addition, to confirm the measurement results, these results are compared with current models, FDTD (Finite Difference Time Domain) in time domain, and the commercial software in frequency domain.
이동 통신 기술의 발달로 초고주파 대역을 넘어 밀리미터파 대역에 대한 관심이 증가하고 있으며, 최근 화합물 반도체 기술의 발달로 밀리미터파 대역의 소자나 시스템에 대한 개발이 활발히 진행되고 있다. 그러나 초고주파 대역에서 일반적으로 사용되고 있는 측정 장비인 Network Analyzer의 경우 측정 가능 대역에 100 GHz 근처에 머무르고 있다.
최근 극초단 레이저와 초고속 광전도 물질의 발달로 인해 광전도 샘플링 기술을 이용하여 피코초 이하의 분해도를 가지는 시간 영역의 측정이 가능해 졌다. 본 논문에서는 저온에서 성장 시킨 갈륨 비소를 초고속 광전도 물질로 이용하여 기존의 측정 장비의 한계를 뛰어 넘고자 하였다. 광전도 샘플링 기술을 밀리미터파 대역의 소자 측정에 응용하여 간단한 구조를 가지는 밀리미터파 소자에 대한 측정과 분석을 통해 그 신뢰성을 검증하고자 하였다. 측정된 소자는 도파관, 저대역 여과기 등이며, 도파관과 저대역 여과기의 특성이 광전도 샘플링 현상을 이용하여 측정 되었다. 이러한 측정의 검증을 위해 시간 영역 유한 차분법이라는 수치 해석 방법을 이용하여 시간 영역에서 측정 결과와 비교 하였으며, 여러 가지 기존의 모델을 이용하여 측정의 정확성을 검증하였다.
