Поступила в редакцию 17.12.2020 г. В окончательной редакции 10.01.2020 г. Принята к публикации 28.02.2020 г. Экспериментально исследованы характеристики фотопроводящих антенн (ФПА) -источников излучения с традиционной топологией и с металлической метаповерхностью в виде плазмонных решеток, изготовленных на основе сверхрешеточных гетероструктур InGaAs/InAlAs. Измерены фототоки и спектры генерации образцов ФПА, определены энергетические характеристики терагерцового (THz) излучения и эффективность оптико-THz преобразования энергии лазерного излучения в электромагнитные колебания THz диапазона при различном напряжении смещения и средней мощности лазерного возбуждения. Для ФПА с метаповерхностью экспериментально продемонстрированы интегральная мощность THz излучения 10 µW и эффективность преобразования до 0.2%, недостижимые для антенн с традиционной топологией из-за их теплового пробоя. Таким образом, можно утверждать, что ФПА с метаповерхностью являются эффективными источниками THz излучения и могут стать элементной базой для построения систем THz спектроскопии, связанных с решением задач медицинской диагностики.Ключевые слова: терагерцовая импульсная спектроскопия, элементная база терагерцовой оптотехники, фотопроводящая антенна, плазмонная решетка, метаповерхность, плазмонная локализация оптического поля, полупроводники, неинвазивная медицина.

We report the seminal approach for localization of photocarriers in a photoconductive antenna (PCA)-emitter via the focusing element comprising the sapphire fiber. Using numerical simulation, we showed that at the certain ratio between the fiber diameter and the gap size, i.e. d/g = 22.5, one can attain a 35-fold enhancement of the laser irradiation in vicinity of the PCA electrodes. This provides the formation of subwavelength EM wave caustics located at the edges of the PCA electrodes which potentially gives rise to an increase of optical-to-terahertz conversion efficiency.