Приводятся результаты экспериментального исследования диэлектрических потерь в полупроводниковых кристаллах GaAs, InP:Fe и Si в миллиметровом диапазоне длин волн (80-260 ГГц) с использованием прецизионного оригинального метода измерений показателя преломления и тангенса угла диэлектрических потерь tgdelta на основе открытых высокодобротных резонаторов Фабри-Перо. Показано, что в сверхчистых полупроводниковых монокристаллических подложках GaAs потери в частотном диапазоне от 100 до 260 ГГц в основном определяются решеточным поглощением, в то время как в монокристаллическом кремнии основной механизм потерь --- поглощение на свободных носителях заряда; при этом tgdelta~(1-2)·10-4 даже при заметной, на уровне 1012 см-3, концентрации свободных носителей. В отличие от GaAs и Si, в компенсированных кристаллах InP:Fe tgdelta практически не зависит от частоты в диапазоне от 100 до 260 ГГц, что связывается с проводимостью материала по прыжковому механизму. Полученные результаты могут быть использованы при проектировании и оптимизации микроволновых полупроводниковых приборов, в частности устройств умножения частоты и управляемого вывода излучения непрерывных и импульсных гиротронов. Ключевые слова: субтерагерцовый диапазон, GaAs, InP:Fe, Si, поглощение, тангенс угла диэлектрических потерь.

In this work, we calculated the efficiency of second harmonic generation for sub-THz gyrotron radiation in a single-crystal InP plate embedded in a conical metal waveguide. For the values of the losses at the doubled frequency (depending on the degree of purity of the InP crystal), the dimensions of the wafer are revealed that provide the optimal effective frequency conversion. Thus, the conversion factor f –>2f can reach 5 W/kW^2 when pumped at a frequency of 263 GHz and a loss of alpha_2f = 0.1 cm^-1. The possibility of a noticeable increase in the efficiency of frequency doubling with fine tuning of the phase matching due to the selection of the size of the submicron gap between the InP plate and the plates of the metal waveguide is shown. The results obtained can be used to solve applied problems in the field of dynamic nuclear polarization spectroscopy and nuclear magnetic resonance studies.