(3.229.120.26) 您好!臺灣時間:2021/04/10 22:06
字體大小: 字級放大   字級縮小   預設字形  
回查詢結果

詳目顯示:::

我願授權國圖
: 
twitterline
研究生:林鳳瑜
研究生(外文):LIN FENG-YU
論文名稱:兆赫頻段二維與三維光子晶體之製作與量測
論文名稱(外文):Fabrication and Measurement of Two-Dimensional and Three-Dimensional Photonic Crystal
指導教授:齊正中
指導教授(外文):Chi,John Cheng-Chung
學位類別:碩士
校院名稱:國立清華大學
系所名稱:物理學系
學門:自然科學學門
學類:物理學類
論文種類:學術論文
論文出版年:2003
畢業學年度:91
語文別:中文
論文頁數:106
中文關鍵詞:光子晶體平面波展開法光子晶體兆赫波
外文關鍵詞:Tera HertzTHZplanewave expansion methodphotonic crystal
相關次數:
  • 被引用被引用:2
  • 點閱點閱:110
  • 評分評分:系統版面圖檔系統版面圖檔系統版面圖檔系統版面圖檔系統版面圖檔
  • 下載下載:0
  • 收藏至我的研究室書目清單書目收藏:0
本論文使用脈衝雷射激發半絕緣砷化鎵(SI GaAs)得到寬頻的兆赫波段電磁輻射(THz),
並利用碲化鋅的電光效應(Electro-optic effect)作為量測工具。
我們利用濕蝕刻技術將矽晶片蝕刻成次毫米尺度的長條刻痕,
使製作的光子晶體單位晶胞(unit cell)尺度在次毫米, 以符合 THz的波長分佈範圍。並將蝕刻後的矽晶片疊合成光子晶體。
我們利用不同堆疊方式將蝕刻的矽晶片堆疊成二維三角晶格(triangular lattice)光子晶體與三維body-centered tetragonal晶格(BCT)光子晶體。
並以平面波展開法(planewave expansion method)計算出二維與三維光子晶體(photonic crystal)的能隙(band gap),
並以實驗驗證了二維與三維光子晶體能隙的存在。值得一提的是, 我們在三維的實驗上採用濕蝕刻矽晶片,
再加以堆疊成光子晶體, 和以往在微波等波段採用鑽孔或條狀堆疊的方式不同,
而我們實驗上所堆疊成的三維光子晶體的結構, 和以往的堆疊方式不同。
我們在光子晶體的計算中,討論了偏振方向(polarization)、
晶格(lattice)結構、基元(basis)形狀、填充率(filling fraction)、
填充材料與背景材料介電係數(dielectric constant)的比值對能隙的影響,
和三維光子晶體不同的是, 在二維光子晶體中,
我們定義了光的偏振方向平行我們蝕刻矽晶片溝槽的為 E-polarization,
偏振方向垂直我們蝕刻矽晶片溝槽的為 H-polarization。
發現 H-polarization對上述所探討的因素變化皆較 E-polarization大。
此外我們將理論計算與實驗相互驗證,
發現實驗結果和理論計算有不錯的吻合。
We fabricate three-dimensional and two-dimensional terahertz (THz) photonic crystals (PC)
by orderly stacking groove-etched high-resistance silicon wafers.
The lattice structure of two-dimensional PC is triangular and
that of three-dimensional is body-centered tetragonal.
In two-dimensional PC, band gaps of either polarization parallel (E-polarization)
or perpendicular (H-polarization) to etched grooves are measured at normal incidence.
Another structure is obtained by filling $TiO_{2}$ powder in the air rods,
and the variance of band gap is analyzed.
In three-dimensional PC, the transmittance through 1 to 8 stacked etched wafers
are measured.
By using plane-wave expansion method,
we calculate the band structures discussed above.
Besides, we discuss the influences of filling fraction and
dielectric constant contrast on photonic band gap(PBG).
The dependence of symmetry of lattice and basis on PBG is also discussed.
For two-dimensional PC,
the E-polarization gap-center frequency in experiment is 14% lower and
H-polarization is 26% lower than that of calculation.
For three-dimential PC,
the gap-center frequency of experiment is 13% lower than that of calculation.
The agreement between experiment and calculation is reasonable, especially in
lower frequency or E-polarization.
第一章 前言 3
第二章 理論 5
第三章 計算結果 21
第四章 樣品製作 45
第五章 量測系統 55
第六章 實驗結果與討論 65
第七章 結論 103
E. Yablonovitch ,Phys. Rev. Lett.58,2059(1987)
E. Yablonovitch and T.J.Gmitter ,Phys. Rev. Lett.63,1950(1989)
K.M.Ho, C.T.Chan, and C.M.Soukoulis ,Phys. Rev. Lett.65,3152(1990)
K. M. Leung, and Y. Qiu, Phys. Rev. B 48, 7767,(1993)
M.Plihal,A.Shambrook, A.A.Maradudin, Optical Commucations.80,199(1991)
Joshua N.Winn, Robert D. Meade, J. D. Joannopoulos, Journal of Modern Optics , 41,257(1994)
J.B.Pendry.A.MacKinnon, Phys. Rev. Letter.69,2772(1992)
K.S.Yee , IEEE Trans. on Antenna and Propagation 14,302(1966)
D.R.Smith, S. Schultz, S.L.McCall, P. M. Platzmann, Journal of Modern Opticals, 41,395(1994)
Jinendra K. Ranka, Robert S. Windeler, and Andrew J. Stentz, Opt. Lett. 25,25(2000)
N. A. Nicorovici,R.C.McPhedran, and L.C.Botten, Phys. Rev. B 52, 1135(1995)
Ch.Fattinger, D. Grischkowsky, Appl. phys Lett 53,1480(1988)
Ya-Chih Tsai, John B. Petry, Kenneth W.-k. Shung, Phys. Rev. B 59, 10401(1999)
Robert D. Meade, Karl D. Brommer, Andrew M. Rappe, and J. D. Joannopoulos, Rapid Communications 44,13772(1991)
Kazuaki Sakoda, Optical Properties of Photonic Crystals, p13~17,p26 27
John. D. Joannopulos, Robert D. Meade, Joshua N. Winn, Photonic Crystals-Molding the Flow of Light.
Ashcroft and Mermin, Solid State Physics
Hecht, Optics
曾祥仁, 利用碲化鋅的電光效應研究次毫米電磁脈衝的時空分布, 清華大學物理系碩士論文, 民87
王海蒂, 兆赫頻段二維光子晶體-----採用蝕刻過的矽晶片疊堆, 清華大學物理系碩士論文, 民90
QRCODE
 
 
 
 
 
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                               
第一頁 上一頁 下一頁 最後一頁 top
系統版面圖檔 系統版面圖檔