Abstract
摘要 本論文主要研究兆赫波段（1012Hz）頻段的光子晶體（Photonic Crystals）特性，內容包括光子晶體的製作過程、理論計算、實驗量測以及比較與分析幾個部分。 首先，我們使用半導體的製程技術，在4吋、雙面拋光、高阻值的矽晶片上製作出尺度約100μm等級、雙面蝕刻的週期性結構表面，並且利用光纖來做位置上的校準，將晶片與晶片層層堆疊，形成二維週期性排列的介質人工晶體，此即為我們所研製的光子晶體。在理論計算上，我們沿用M. Plihaland與A. A. Maradudin所發表的〔平面波數展開法〕（Plane-Wave Expansion），經過修正、計算由我們自行研製出來的光子晶體模型的能帶結構，並且針對不同角度入射的穿透率以及光子能隙的位置以及頻寬做理論模擬。同時在量測上，我們採用〔超快短脈衝雷射技術〕（Ultra-Fast Short Pulse Laser Technology），以Ar+雷射激發鈦-藍寶石（Ti-Sapphire）雷射產生780nm的脈衝雷射，再打在電光晶體上產生兆赫輻射電磁波脈衝，並利用〔時間解析激發-探測技術〕（Time Resolved Pump-Probe Technology）和〔電光取樣〕（Electro-Optic Sampling）的機制，量測在不同角度入射下通過光子晶體的兆赫電磁波信號，並透過傅利葉轉換以及數據處理，將時域的信號轉成頻域，來分析不同角度入射光子晶體在不同頻段的電磁波穿透率以及光子能隙發生的現象。最後再與我們使用平面波數展開法模擬的理論計算結果作比較，討論分析兩者之間能帶結構的差異性以及發生的原因，並針對未來可能的改善方式以及研究課題做更深入的討論。