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博碩士論文 etd-0715107-160529 詳細資訊
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論文名稱
Title
藉由倍頻顯微術研究鐵電晶纖材料週期性極化反轉
Investigating Periodically Poled Ferroelectric Crystal Fiber with Second Harmonic Microscopy
系所名稱
Department
畢業學年期
Year, semester
語文別
Language
學位類別
Degree
頁數
Number of pages
67
研究生
Author
指導教授
Advisor
召集委員
Convenor
口試委員
Advisory Committee
口試日期
Date of Exam
2007-06-20
繳交日期
Date of Submission
2007-07-15
關鍵字
Keywords
二倍頻、準相位匹配、鈮酸鋰、鉭酸鋰
second harmonic generation, PPLN, PPLT, QPM
統計
Statistics
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中文摘要
鈮酸鋰與鉭酸鋰是在非線性光學上十分優越的材料,它們在電光調變與非線性光學上被非常廣泛的應用。而我們使用倍頻顯微鏡所得到的倍頻影像與蝕刻影像相比,突顯了倍頻影像檢測法的更快速與非侵入性的優點。本系統可以在快速且非破壞的情況下獲得晶纖3D影像的特徵與細節。最後,經由模擬成功地解釋由於在interface處結構尚未穩定,使得Li離子處於兩種不同的穩態,而這樣的結果可能使得相位匹配較好,導致其倍頻強度優於+Z及-Z domain。
Abstract
Lithium niobate (LiNbO3) and Lithium tantalate (LiTaO3) are high-performance nonlinear optical materials that have been popularly used in electro-optical modulation and nonlinear optics. Second-harmonic generation (SHG) microscope is applied to get SH images, as compared to etching method. SH image method has the advantage of faster and non-invasive inspection.
Our system can rapid and non-destructive mapping of the detailed features of the crystal fibers in three dimensions. By simulation, we can explain that in the interface of +Z and –Z domain, because the Li ions can stay in positive and negative two stable energy valleys. It may induce stronger SH intensity by QPM than +Z and -Z domain.
目次 Table of Contents
第一章 序論 1
1.1 簡介 1
1.2 研究動機與目標 2
第二章 實驗原理介紹 4
2.1 非線性光學與二倍頻 4
2.2 雙折射相位匹配 8
2.3 準相位匹配 10
2.4 鈮酸鋰與鉭酸鋰晶體結構與特性 13
2.4.1 非線性晶體特性比較 13
2.4.2 鈮酸鋰與鉭酸鋰晶格結構 14
第三章 實驗架構及儀器介紹 17
3.1 反射式二倍頻實驗架構 17
3.2 儀器介紹 18
3.2.1 固態雷射 18
3.2.2 超短脈衝雷射 19
3.2.3 掃描系統 21
3.2.4 電子偵測儀器 22
3.2.5 低訊噪前置電壓放大器 23
3.2.6 高壓電源供應器 24
第四章 實驗結果與討論 25
4.1 PPLT反射式倍頻影像 25
4.1.1 PPLTCF X-Z面與Y-Z面 25
4.1.2 反射式影像的重疊與干涉 26
4.1.3 不同物鏡與N.A值的影像品質 27
4.2 電場極化方向與倍頻訊號 28
4.3 完整晶纖作切片掃描 31
4.4 倍頻影像與蝕刻、熱觀察 32
4.5 倍頻影像特徵分析 35
第五章 模擬與分析 40
5.1 傅立葉分析 40
5.2 非線性矩陣模擬 42
5.3 倍頻轉換效率積分模擬 48
第六章 結論與展望 54
6.1 總結 54
6.2 未來展望 54
參考文獻 57
參考文獻 References
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