В настоящей работе проведен подробный теоретический анализ различных режимов работы плазменного детектора на основе двумерной системы с затвором (полевого транзистора), включая резонансный режим. Основной принцип работы прибора состоит в следующем: на полевой транзистор падет оптический сигнал терагерцовой частоты, который возбуждает плазменные волны. Выпрямление этих волн за счет нелинейности прибора приводит к возникновению постоянного напряжения между стоком и истоком полевого транзистора. Основной задачей диплома является изучение эффектов, зависящих от поляризации падающей волны. Для описания плазменных волн использовался гидродинамический подход. Основным результатом дипломной работы является общая формула для оптически индуцированного постоянного напряжения, справедливая при различных режимах. В работе также построена полная диаграмма режимов работы прибора на плоскости внешняя частота – плазменная частота. Показано, что в резонансном режиме отклик имеет резкую, резонансную, зависимость от частоты излучения. В отклике можно выделить две части. Первая часть не зависит от поляризации излучения и от разности фаз, наведенных излучением на стоке и истоке. Вторая часть гармонически зависит от разности фаз и меняет знак при изменении знака поляризации. Показано, что два вклада имеют принципиально разную зависимость от частоты: первый представляет собой обычный лоренцовский пик, а второй имеет асимметричную зависимость от частоты возбуждения в окрестности резонансов. Эти результаты можно непосредственно использовать для создания чувствительных к фазе ТГц спектрометров и интерферометров.

In this work theoretical analysis of plasma detector operating in different regimes is carried out detail, including resonant mode. We consider devices based on the field effect transistor (FET). The main principle of the device operation is the following: optic signal of THz frequency excites plasma waves in the FET. The rectification of these waves caused by the device non-linearity leads to a dc voltage drop across the structure (between source and drain). The main task of this thesis is to study effects appearing due to polarization of incoming radiation. We use the hydrodynamic approach to describe plasma waves in the FET channel. The main result of this thesis is general equation for radiation-induced dc voltage which describes different operation regimes. Also we find full diagram of operating regimes in the plane (external frequency - plasma frequency). We demonstrate that in the resonant regime the response has a sharp, resonant dependence on the frequency of radiation. There are two contributions to the response: first one doesn’t depend on polarization and phase shift, second one is helicity-dependent – it is harmonically depends on phase shift and changes sign with changing sign of circular polarization. We show that two contributions have different dependence on the frequency: first part is a usual Lorenz peak, and second has asymmetric dependence on frequency in vicinity of the resonance. The obtained results can be used for creating of helisity-driven teraherz detectors and interferometers.