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兆赫波段物質光學特性萃取之新方法
Thesis

兆赫波段物質光學特性萃取之新方法

蔡岳霖
Masters, 國立清華大學, 電子工程研究所
2001

Abstract

兆赫波 THz optical property
摘要 兆赫輻射波,為一個介於紅外與微波之間的波段,在80年代以前,由於兆赫波源的取得不易,造成了此頻段的一個技術空乏區。一直到了80年代初期,隨著雷射技術的進步與製程技術的成熟,由G.Mourou利用Nd+++:YAG雷射去激發光導開關得到50ps的微波脈衝,隨後至1988年D.Grischkowsky等人以光導偶極天線作為接收器,進一步將脈衝頻寬推至兆赫量級,才成功的開啟此一領域的大門,近年來X.C.Zhang等人,更採用非線性晶體ZnTe作為產生與接收兆赫波的作法,更大幅的改善了訊號的頻率響應與雜訊比,使得兆赫波量測技術再度踏入一個新的里程碑。 傳統上,兆赫波量測的方法有兩種,一為穿透式,一為反射式,可針對不同特性的物質選擇最有利的量測方式,可是不管是選擇穿透式或者是反射式的量測,都會面臨到數據處理上的困難,尤其在薄膜量測上,往往都須忽略Fabry-Perot效應來得到一個近似的數學模型,以簡化計算求得待測薄膜的光學參數,但是這樣的作法與樣品的特性極為相關,往往都須要針對樣品做不同的假設與簡化,因此缺乏一個統一的分析方法,本文即針對量測上所面對的數據處理問題提出一個統一的解決方法,藉由對待測物體做多角度的量測,取得不同角度的透射比(transmittance)來降低代求參數的誤差,並利用數學軟體mathematica的強大數值計算能力,以非線性曲線回歸法(Nonlinear reggression)與實驗數據作一個擬合,來幫助我們處理多層反射的問題,期望能更準確的求得待測物體的折射率、厚度等等的特性。本論文共量測了sapphire、 LiNbO3與酒精等材料的透射比,並依照本文所提出之方法,分別求得這些物質在兆赫波段的光學特性。

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