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研究生:羅家彬
研究生(外文):Chia-Pin Lo
論文名稱:埋覆式量子點雙微碟共振腔之迴音廊模態分裂現象
論文名稱(外文):Mode Splitting Behavior of Whispery Gallery Modes in Coupled Microdisks with Embedded Colloidal Quantum Dots
指導教授:毛明華毛明華引用關係
口試委員:林浩雄彭隆瀚
口試日期:2013-07-26
學位類別:碩士
校院名稱:國立臺灣大學
系所名稱:電子工程學研究所
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:2013
畢業學年度:101
語文別:中文
論文頁數:52
中文關鍵詞:微碟雷射量子點模態分裂
外文關鍵詞:microdisk laserquantum dotmode splitting
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我們已經成功製作出埋覆式膠狀量子點的二氧化矽微碟,並能夠以光激發的方式操作在波長約為605奈米的可見區,且能有很高的Q值。以此為基礎製作兩尺寸相近的二氧化矽主動微碟,並以110奈米、150奈米以及200奈米的間隙排列,而我們也能夠在室溫下量測到此結構的迴音廊模態。
在此論文中,我們將觀察間隙為110奈米、150奈米以及200奈米雙碟的模態分裂情形。在我們的量測系統中,使用了Nd:YAG固態雷射作為激發光源,而Ti:sapphire雷射作為加熱光源使其中一個微碟的迴音廊模態發生藍移現象。我們可以使來自兩微碟的兩模態波長位置漸漸靠近,當無法繼續靠近時,我們推測此現象為雙碟耦合效應所引發的模態分裂。在實驗中,間隙為110奈米、150奈米以及200奈米雙碟我們量測到0.45奈米、奈米0.61和0.71奈米的模態分裂現象。為了證實我們利用程式模擬間隙為100奈米、150奈米以及200奈米雙碟其模態分裂理論上應為0.4奈米、0.58奈米以及0.77奈米。就趨勢上來看是相當吻合的。


Silicon dioxide microdisks embedded with CdSe/ZnS colloidal quantum dots were demonstrated in the visible range around 605 nm, and they exhibit high Q-factor operation by optical pumping. We also fabricated the coupled microdisk structure consisting two nearly identical silicon dioxide microdisks with gaps of 110nm, 150nm and 200nm respectively and embedded with colloidal quantum dots. The WGMs (whispery gallery modes) have also been observed at room temperature.
In this thesis, we investigate the mode splitting behavior of coupled microdisks which are spaced by 100nm to 200nm separation. In micro-photoluminescence setup, we use a Nd:YAG solid state laser as excitation and a Ti:sapphire laser as heating source, leading to blueshift of WGMs of one microdisk. Clear mode splitting can be observed when making the two WGMs keep closing continuously until they stop. We found mode splitting in 0.45nm, 0.61nm and 0.71nm experimentally and 0.4nm, 0.58nm and 0.77nm theoretically by simulation with gaps of 110nm, 150nm and 200nm.


口試委員會審定書……………………………………………………………..I
致謝…………………………………………………………………………….II
中文摘要……………………………………………………………………...III
英文摘要……………………………………………………………………...IV
第一章 緒論……………………………………………………………..……1
第一節 微碟共振腔與迴音廊模態………………………….……..1
第二節 量子點簡介………...………………………………………2
第三節 研究動機…………………………………………………...6
第二章 理論分析……………………………………………………………..7
第一節 迴音廊模態理論分析……………………………………...7
第二節 Q值………………………………………………………..11
第三章 結構分析設計與製作流程…………………………………………12
第一節 結構分析與設計………………………………………….12
第二節 製作流程………………………………………………….16
第四章 量測架構與實驗方法………………………………………………23
第一節 量測架構………………………………………………….23
第二節 實驗方法………………………………………………….24
第五章 實驗結果與分析……………………………………………………26
第一節 單一微碟量測結果………………………………………26
第二節 對單一微碟以兩道光同時激發結果……………………30
第三節 雙碟量測………………………………………………….33
第四節 模擬結果………………………………………………….43
第六章 結論…………………………………………………………………48
第七章 未來展望……………………………………………………………49
參考資料……………………………………………………………………...51


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