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臺灣博碩士論文加值系統

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研究生:汪子凱
研究生(外文):Tzu-Kai Wang
論文名稱:全向反射鏡之膜厚為四分之一波長與非四分之一波長之分析比較
論文名稱(外文):Numerical analysis on quarter and non-quarter wave stacks omnidirectional reflectors
指導教授:趙煦
指導教授(外文):Shiuh Chao
學位類別:碩士
校院名稱:國立清華大學
系所名稱:電機工程學系
學門:工程學門
學類:電資工程學類
論文種類:學術論文
論文出版年:2004
畢業學年度:92
語文別:中文
論文頁數:62
中文關鍵詞:全向反射鏡四分之一波長光子晶體
外文關鍵詞:omnidirectional reflectorquarter wavephotonic crystals
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本文利用數值模擬的方法來比較全向反射鏡(omnidirectional reflector)之膜厚為四分之一波長(quarter wave thickness)與非四分之一波長(non-quarter wave thickness)的不同,利用簡單的圖示法清楚的表現出材料厚度與全向反射鏡各種特性的關係。在可見光範圍部分所採用的高低折射係數材料分別為二氧化鈦(TiO2)與二氧化矽(SiO2),而在紅外光範圍則為矽(Si)與二氧化矽(SiO2),且在不考慮吸收係數的情況下,將折射係數分成定值與隨波長改變兩種情形來討論。結果發現當折射係數為定值時,隨著中心波長的增加,可用的厚度組合越廣,全向反射頻寬越大,全向反射頻寬最大值約在等中心波長線的中央點,而將各中心波長的全向反射頻寬最大值連接之後,幾乎可視為一條通過原點的直線。而當折射係數隨波長改變時,若是折射係數比(index ratio)隨波長增加而下降的比例夠大時,會造成波長越大,可用的全向反射頻寬越小,全向反射頻寬最大值與膜厚為四分之一波長的位置隨著波長增加而越差越遠。但若是折射係數比隨波長增加而下降的比例不夠大時,則顯現出來的特性會和折射係數為定值時相似。但是不論折射係數是否會隨波長改變,利用四分之一波長厚度所得到的全向反射頻寬並不會是最大值。
中 文 摘 要 I
誌 謝 II
目 錄 IV
圖 目 錄 VII
表 目 錄 X
第一章 緒 論 1
第二章 基 礎 理 論 3
2.1 簡介光子晶體 3
2.2 重要文獻回顧 5
2.3 全向反射鏡之模擬計算方法 8
第三章 數值分析與特殊的圖示法 12
3.1 全向反射頻寬與中心波長 12
3.2 等中心波長線與其所對應之全向反射頻寬分佈圖 14
3.3 等頻寬線、最大頻寬線與四分之一波長線 17
第四章 結 果 與 討 論 19
4.1 可見光範圍 20
4.1.1 Constant refractive index 21
4.1.1.1 等中心波長線 22
4.1.1.2 全向反射頻寬分佈圖 23
4.1.1.3 等頻寬線與最大頻寬線 24
4.1.1.4 最大頻寬線與四分之一波長線的比較 26
4.1.1.5 與Y. Fink等人的方法比較 27
4.1.2 Dispersive refractive index 28
4.1.2.1 等中心波長線 30
4.1.2.2 全向反射頻寬分佈圖 31
4.1.2.3 等頻寬線與最大頻寬線 32
4.1.2.4 最大頻寬線與四分之一波長線的比較 33
4.1.2.5 與Y. Fink等人的方法比較 34
4.1.3 Dispersive refractive index(另一種TiO2的折射係數) 35
4.1.3.1 等中心波長線 37
4.1.3.2 全向反射頻寬分佈圖 38
4.1.3.3 等頻寬線與最大頻寬線 39
4.1.3.4 最大頻寬線與四分之一波長線的比較 40
4.1.3.5 與Y. Fink等人的方法比較 41
4.2可見光範圍結果之討論 42
4.3 紅外光範圍 44
4.3.1 Constant refractive index 45
4.3.1.1 等中心波長線 46
4.3.1.2 全向反射頻寬分佈圖 47
4.3.1.3 等頻寬線與最大頻寬線 48
4.3.1.4 最大頻寬線與四分之一波長線的比較 49
4.3.1.5 與Y. Fink等人的方法比較 50
4.3.2 Dispersive refractive index 51
4.3.2.1 等中心波長線 53
4.3.2.2 全向反射頻寬分佈圖 54
4.3.2.3 等頻寬線與最大頻寬線 55
4.3.2.4 最大頻寬線與四分之一波長線的比較 56
4.3.2.5 與Y. Fink等人的方法比較 57
4.4 紅外光範圍結果之討論 58
第五章 結 論 59
參 考 文 獻 61
[1] Y. Fink, J. N. Winn, S. Fan, C. Chen, J. Michel, J. D. Joannopoulos, and E. L. Thomas, Science 282, 1679 (1998).

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