Abstract
本篇論文介紹在具有質子交換波導之週期性鐵電域反轉的鉭酸鋰晶體上，利用準相位匹配產生二次諧波的原理，製作倍頻藍光元件。其中包含鉭酸鋰鐵電域的特性探討；週期性鐵電域反轉結構的製作技術；質子交換波導製作技術；倍頻藍光的量測技術。以本論文研發出的技術所製作的波導PPLT，目前可獲得2 mW CW藍光輸出。 論文第一部份將介紹鉭酸鋰鐵電域的特性。包括鐵電域反轉的機制，矯頑電場的操作定義，電場分佈的模擬與分析，以及電場分佈與鐵電域反轉機制間的關係。並利用此關係來控制鐵電域的成長與擴張，達成準確的週期性反轉結構製作。 論文第二部分將說明應用於第一階(period=3.8um)準相位匹配的週期性鐵電域反轉結構的製作方法。包括以lift-off的方法製作週期性金屬電極(NiCr)，其中將討論微影製程中的關鍵技術，NiCr的處理方法，各種介電層的製作；達成週期性鐵電域反轉的高電壓控制，主要為電壓波形的設計；以及質子交換波導的製作，及端面的拋光。並討論電極與介電層結構對週期性鐵電域反轉品質的影響。 論文第三部分說明準相位匹配產生二次諧波的量測與討論。基本的量測包含波長的掃瞄，可得到此準相位匹配結構所對應的波長關係，以及波導中模態與波長間的關係。而倍頻功率與基頻功率間關係的量測，可得到此晶體的轉換效率，並以此推斷其製程品質。另外也將藉由bulk晶體中倍頻的量測，可以得到晶體內週期結構的變化。而藉由波導的倍頻量測，探討藍光模態與入射光的關係。最後將觀察光折損(photorefractive damage)效應對倍頻量測所造成的影響，包括準相位匹配波長的漂移，照射時間累積對輸出功率的影響，以及造成倍頻功率恢復的因素。並討論未來改進之道，以期得到更穩定的倍頻元件。