準相位匹配之三原色非線性光子晶體雷射之研究

R G B Laser based on Quasi-Phase-Matched Nonlinear Photonic Crystals

曾鈺珮(Yu-Pei Tseng)

指導教授 ： 彭隆瀚

國立臺灣大學/電機資訊學院/光電工程學研究所/碩士(2007年)

https://doi.org/10.6342/NTU.2007.10492

摘要

本篇論文主要可以分為準相位匹配(Quasi-Phase-Matching，QPM)原理的介紹、二維週期性極化反轉非線性光子晶體的製作，以及光學量測等三大部分。
首先在原理部分，吾人簡單的介紹了非線性頻率轉換，與準相位匹配的理論。
第二，吾人使用小線寬光阻絕緣層法、高介電係數材料二氧化矽(SiO2)薄膜絕緣層法以及鎳擴散法，且利用高電壓極化反轉的方式來製作非線性光子晶體，經由搭配使用上述之方法後，製作得到改良，接著比較本研究所使用的製程方法，並分類各優缺點。本研究目前已經成功的在厚度500微米的鉭酸鋰中成功制作出週期5.07μm的2D-PPCLT、7.76μm的1D/2D-PPCLT及12.48μm1D/2D-PPCLT，有效面積可達6mm×6mm，已達成利用二倍頻技術輸出紅、綠、藍光雷射光源。
最後在光學量測部分，本研究利用光學參量振蕩器 (Optical Parametrical Oscillator,OPO)系統産生出波長930nm的泵浦光源，進行二倍頻量測.

關鍵字

鉭酸鋰 ； 準相位匹配 ； 光子晶體 ； 頻率轉換 ； 二倍頻

並列摘要

This thesis is organized into three parts: (a) an introduction to the theory of Quasi-Phase Matching(QPM), (b) the design and fabrication of two-dimensional periodically poled congruent grown LiTaO3 (2D-PPCLT), and (c) the second harmonic generation(SHG) of QPM-PPCLT for blue laser.
At first, the theory of nonlinear frequency conversion and quasi-phase matching is briefly introduced.
Several fabrication methods, including a thin film coating with photoresist, high permittivity dielectrics, and Ni diffusing are used in characterize of the nonlinear photonics crystals poling properties. Combine the advantage of field suppression by Ni diffusion high permittivity dielectrics. 500μm-thick 2D-PPCLT with 5.07μmperiod,1Dand 2D-PPCLT with 7.76μmand 12.48μmperiod have been successfully fabricated. The effective area is 6mm×6mm

並列關鍵字

Quasi-Phase Matching ； LiTaO3 ； Photonic crystals ； frequency conversion ； second harmonic generation

參考文獻

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