有機薄膜化分佈回饋型雷射之發光特性研究

A Study of the Emission Characteristics of Organic Thin-film Distributed Feedback Lasers

張蘊青(Yun-Ching Chang)

指導教授 ： 楊士禮

國立清華大學/電機資訊學院/光電工程研究所/碩士(2006年)

https://doi.org/10.6843/NTHU.2006.00597

摘要

本研究致力於探討與觀察光致激發有機薄膜雷射的發光特性，在材料的選擇上，常用於有機發光二體中的小分子發光材料DCJTB 擁有相當良好的發光特性，在研究的過程中，藉由自發性激發放大 (ASE) 實驗的量測與理論的分析，我們獲得了DCJTB 摻雜於兩種高分子材料PVK 和PS 中的增益特性。為了降低雷射的臨界激發能量與提升元件特性，採用反覆回饋式 (DFB) 的雷射共振腔結構也被引入了元件的設計，依據波耦合理論(coupled wave theory)，我們模擬且設計了幾種不同形式的雷射共振腔，在元件製作方面，電子束微影蝕刻 (electron beam lithography) 術可以用來製作奈米等級的週期性光柵結構，而旋轉塗佈法可以有效率的週期性結構上鍍上有機發光薄膜。 由於共振腔優越的耦合效率與發光材料良好的增益特性，在光激發實驗中我們也成功地觀察到雷射放光的現象，此外在元件均分比 (duty cycle) 與光耦合效率 (coupling efficiency) 討論方面，理論分析結果也藉由實驗獲得完整的映證。

關鍵字

有機發光材料 ； 雷射 ； 分佈回饋

並列摘要

The study are concentrated on the emission behaviors of an optically pumped composite thin-flm organic laser. As a high gain material, DCJTB reveals strongly ASE phenomenon that often rises under su±cient pumping energy and distance. The gain properties of the dye doped planar waveguide (DCJTB:PVK and DCJTB:PS) were therefore measured and analyzed via ASE theory. In order to suppress the undesired side modes and obtain the lower threshold gain, one-dimensional DFB structures were adopted. Based on the coupling wave theory, we simulated and designed various types of DFB laser caviities. The second order organic DFB lasers were fabricated with different duty cycles by electron beam lithography and spin-casting technique. With an efficient laser cavity and high gain material, lasing action were observed in the designed DFB integrated device.

並列關鍵字

organic ； laser ； distributed feedback

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