跳到主要內容

臺灣博碩士論文加值系統

(3.236.84.188) 您好!臺灣時間:2021/08/03 09:49
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:游文俊
研究生(外文):Wen-Chun You
論文名稱:週期性極化反轉鈮酸鋰帶狀波導綠光雷射之研究
論文名稱(外文):Study of Periodically Poled Lithium Niobate Strip Waveguide Green Lasers
指導教授:王維新王維新引用關係
指導教授(外文):Way-Seen Wang
學位類別:碩士
校院名稱:國立臺灣大學
系所名稱:光電工程學研究所
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:2009
畢業學年度:97
語文別:中文
論文頁數:66
中文關鍵詞:週期性極化反轉鎳擴散脊形光波導轉換效率
外文關鍵詞:PPLNSHGlithium niobateconversion efficiency
相關次數:
  • 被引用被引用:2
  • 點閱點閱:144
  • 評分評分:
  • 下載下載:0
  • 收藏至我的研究室書目清單書目收藏:0
本論文在Z切鈮酸鋰基板上成功地製作出具有週期性極化反轉的波導結構。在製程方面,發現鎳擴散在800ºC、4 hr會有較好的TM光傳導模態及較強的光場強度。因此利用此條件來製作波導,並在寬度20μm、高度3μm的脊形光波導和寬度150μm的帶狀波導上製作出有效長度為6mm的週期性極化反轉的結構,文中也會簡介製作極化反轉結構的高電壓致極化反轉系統。
光學量測方面,先量測波導極化特性並觀察其輸出光場強度,再藉著兩種不同的光學量測架構,來量測相位匹配溫度與波導轉換效率。結果顯示,脊形波導在平均輸入功率為6 mW、基頻光強度為25.5MW/cm2時,約有20 %的外部轉換效率;帶狀波導在平均輸入功率為6.7 mW、基頻光強度為12 MW/cm2時,量測到約13 %的外部轉換效率,而在相同極化反轉區長度時,大線寬的極化反轉區因作用寬度較大,所以會有較大的倍頻轉換能量。
Periodically poled lithium niobate (PPLN) is successfully fabricated on optical ridge waveguide for the second harmonic generation (SHG) of green laser. Various nickel in-diffused lithium niobate waveguides were fabricated for optical characterization. Experimental results show diffusion at 800ºC for 4 hr gives rise to the highest output power. For comparison, PPLN structures of the same length 6 mm but two different widths were fabricated. The first type of PPLN structure is fabricated on ridge structure of height 3μm and width 20 μm, and the second type has a width of 150 μm but without the ridge.
For optical characterization, the temperature of phase-matching and conversion efficiency are measured by two different optical systems. Experimental results show the ridge waveguide exhibits a conversion efficiency of 20 % when pumped with a diode laser of wavelength 1064 nm, average power 6 mW, and peak intensity 25.5MW/cm2. The strip waveguide has a conversion efficiency of 13 % at an average power of 6.7 mW and a peak intensity of 12 MW/cm2. The results indicate more SHG energy can be obtained in a wider PPLN region.
中文摘要
英文摘要
目錄
附表目錄
附圖目錄
第一章 緒論…………………………………………………………1
1-1 研究背景…………………………………………………1
1-2 研究動機…………………………………………………3
1-3 內容簡介…………………………………………………4
第二章 光波導及非線性光學原理…………………………………5
2-1 鈮酸鋰簡介………………………………………………5
2-2 光波導簡介………………………………………………8
2-3 鎳擴散式鈮酸鋰光波導………………………………10
2-4 非線性光學簡介…………………………………………13
2-5 準相位匹配理論…………………………………………17
第三章 光波導與週期性極化反轉元件製作………………………21
3-1 脊形鎳擴散光波導………………………………………21
3-1-1 製作流程…………………………………………21
3-1-2 質子交換濕式蝕刻法……………………………27
3-1-3 脊形結構製作及結果……………………………29
3-1-4 鎳擴散光波導製作………………………………31
3-2 通道式鎳擴散光波導……………………………………32
3-2-1 製作流程…………………………………………33
3-2-2 鎳擴散光波導製作及結果………………………35
3-3 週期性極化反轉鈮酸鋰製作及結果……………………35
3-3-1 高電壓致極化反轉介紹…………………………35
3-3-2 高電壓致極化反轉設備架構……………………37
3-3-3 週期性極化反轉鈮酸鋰製作及結果……………39
第四章 光波導及週期性極化反轉元件特性量測…………………42
4-1 光波導特性量測…………………………………………42
4-1-1 量測架構…………………………………………42
4-1-2 光波導特性分析…………………………………43
4-2 週期性極化反轉元件特性量測…………………………44
4-2-1 量測架構…………………………………………44
4-2-2 倍頻光源量測結果………………………………48
4-2-3 鎳擴散折射率差與相位匹配溫度位移計算……55
第五章 結論…………………………………………………………59
參考文獻……………………………………………………………… 61
中英文名詞對照表…………………………………………………… 64
[1] P. A. Franken, G. Weinreich, C. W. Peters, and A. E. Hill, "Generation of optical harmonics," Phys. Rev. Lett., vol. 7, pp. 118-119, 1961.
[2] J. A. Armstrong, N. Bloembergen, J. Ducuing, and P. S. Pershan, "Interactions between light waves in a nonlinear dielectric," Phys. Rev., vol. 127, pp. 1918-1939, 1962.
[3] Y. Kitaoka, T. Yokoyama, K. Mizuuchi and K. Yamamoto, “Miniaturized blue laser using second harmonic generation,” Jpn. J. Appl. Phys., vol. 39, no. 6A, pp. 3416-3418, 2000.
[4] P. K. Wei, and W. S. Wang,“Fabrication of lithium niobate optical channel waveguides by nickel indiffusion,”Microwave Opt. Technol. Lett., vol. 7, no. 5, pp. 219-221, 1994.
[5] Y. P. Liao, D. J. Chen, R. C. Lu, and W. S. Wang,“Nickel-diffused lithium niobate optical waveguide with process-dependent polarization,”IEEE Photon. Technol. Lett., vol. 8, no. 4, pp. 548-550, Apr. 1996.
[6] 陳瑞鑫,「利用濕式蝕刻法研製之脊形鈮酸鋰光波導元件」,國立台灣大學電機工程學研究所博士論文,1996年。
[7] INSPEC,“Properties of Lithium Niobate”, EMIS Datareviews, series no. 5, 1989.
[8] J. Noda, M.Fukuma, and A. Saito,“Effect of Mg diffusion on Ti-diffused LiNbO3 waveguide,”J. Appl. Phys., vol.49, no.6, pp.3150-3154, 1978.
[9] D. F. Clark, A. C. G. Nutt, K. K. Wong, P. J. Laybourn, and D. L. Rue, “Characteristic of proton exchanges slab waveguide on Z-cut LiNbO3,” J. Appl. Phys., vol.40, pp.6218-6220, 1983.
[10] R. G. Hunsperger, Integrated Optics: Theory and Technology 5th Ed., Springer, 2002.
[11] 廖裕評,“金屬擴散式極化分離器之研製”, 國立台灣大學電機工程學研究所博士論文,1996年。
[12] 徐文浩,“鋅鎳擴散式鈮酸鋰光波導在可調式極化分離器之應用”,國立台灣大學光電工程學研究所碩士論文,2001年。
[13] M. E. Glicksman, Diffusion in Soids : Field Theory, Solid-State Principles, and Applications, Wiley, 2000.
[14] 林揆倫,“具脊狀波導結構之準相位匹配綠光倍頻晶體研究”,國立台灣大學光電工程學研究所碩士論文,2008年。
[15] 蘇少勇,“鎳擴散鈮酸鋰脊形波導馬赫任德調變器之研製”,淡江大學電機工程學系電子電路組碩士論文,1998年。
[16] J. R. Carruthers, I. P. Kaminow, and L. W. Stulz,“Diffusion kinetics and optical waveguiding properties of outdiffused layers in lithium niobate and lithium tantalite,”Appl. Opt., vol.13, no.10, pp.2332-2342, Oct.1974.
[17] F. Laurell, J. Webjorn, G. Arvidsson and J. Holmberg, “Wet etching of proton-exchanged lithium niobate-a novel processing technique,” J. Lightwave Technol. vol. 10, pp. 1606-1609, 1992.
[18] Carsten Langrock, Saurabh Kumar, John E. McGeehan, A. E. Willner, M. M. Fejer, “All-optical signal processing using χ(2) nonlinearities in guided-wave devices,” J. Lightwave Technol., vol. 24, no. 7, 2006.
[19] 曾瑋驊,“以混合酸質子交換濕式蝕刻法研製鈮酸鋰脊形光波導”,國立台灣大學電子工程學研究所碩士論文,2008年。
[20] K. Nakamura, H. Ando, and H. Shirnizu, “Ferroelectric domain inversion caused in LiNbO3 plates by heat treatment,” Appl. Phys. Lett., vol. 50, no. 20, pp.1413-1414, 1987.
[21] 張永昌,「鈮酸鋰準相位匹配倍頻轉換藍、綠光雷射之研製」,國立台灣大學光電工程學研究所碩士論文,2001年。
[22] 丁天倫,「改良式鈮酸鋰脊形光波導之特性與應用」,國立台灣大學光電工程學研究所博士論文,2006年。
[23] C. S. Lau, P. K. Wei, C. W. Su, and W. S. Wang,“Fabrication of magnesium-oxide-induced lithium outdiffusion waveguides,”IEEE Photon. Tech. Lett., vol.4, no.8, pp.872-875, 1992.
[24] Dieter H. Jundt, “Temperature-dependent Sellmeier equation for the index of refraction, ne, in congruent lithium niobate,” Opt. Lett., vol.22, No.20, pp.1553-1555, 1997.
QRCODE
 
 
 
 
 
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                               
第一頁 上一頁 下一頁 最後一頁 top
無相關期刊