Abstract
摘要非線性光學目前主要應用在光的調變器(E-O效應)，光的頻率轉換(SFG，DFG等)，光通訊的色散補償(soliton)等等。一般具二階非線性光學性質的物質都是晶體結構如KTP，KDP，LiNBO3，LiTaO3等等，或者高分子化合物，1991年R.A. Myers等發現將熔融石英玻璃(非晶結構)在275oC的溫度下施以高電壓(以下簡稱熱極化)，能使原本不具二階非線性光學性質的玻璃具有恆常性的二階非線性光學性質。由於熔融石英原料容易取得，價格較其他非線性光學晶體便宜，而且透明波段很長，若配合準相位匹配的技術，應用在光頻率轉換上可轉換的波段就更多；另外由於熔融石英是光纖的核心基本材料，折射率相近，應用在光通訊上有很大的優勢。本論文主要在研究真空環境底下熱極化光學級熔融石英玻璃產生的二次非線性光學性質，真空環境的好處在於可以避免熱極化電壓過高時造成試片周圍空氣發生介電崩潰，可使用較大的電壓以及較高的溫度行熱極化實驗。論文內容介紹真空熱極化系統的設計與結構，以Maker’s fringe法配合最小平方曲線擬合量測熱極化熔融石英的二次非線性光學性質，最後找出最佳的真空熱極化參數(275oC，9kV，15分鐘)製造出0.14pm/V的d33與大氣下最佳熱極化參數(275oC，9kV，1小時)所產生0.11pm/V的d33比較，成功的製造出較大氣環境中提升27%的二次非線性係數，並且可以用紫外光脈衝將二階非線性係數擦拭掉，如此就可使用符合準相位匹配週期的鋁遮罩作週期性擦拭，製作準相位匹配光頻率轉換元件。