學位論文
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Item 對光子晶體中光子能隙調變之各種方法之研究(2012) 李俊明; Chun-Ming Lee光子晶體是由二或三種以上不同折射率材料週期排列而成的一種結構，在此結構中，某些頻段的電磁波將無法傳遞，這些頻段即為所謂的光子能隙。光子能隙的頻率範圍會受某些條件的改變而影響，例如入射光角度、不同的材料(折射率)或者週期結構的排列方式等。本文中將以幾種不同的數學形式來改變光子晶體結構的排列方式，並觀察其結果的光子能隙增益情形，藉由比較各種方式獲得對光子能隙調變的經驗。Item 一維光子晶體缺陷模態分析(2010) 王政輝; Z.-H. Wang在此篇論文中，涵蓋了三個主題。第一是研究缺陷模態垂直入射到對稱和反對稱多層窄頻濾波器的簡單例子。藉由轉換矩陣的方式來計算出波長和透射率關係圖。在反對稱濾波器，只有一個缺陷模態存在光子能隙中缺陷模態的位置隨著設計波長而改變。在對稱結構的濾波器，發現到會有兩個缺陷模態。使用Bloch waveapproximation 方法，這兩個缺陷模態分別是缺陷層在對稱和反對稱結構中場的解答。第二主題是延伸第一主題的相同結構但改變入射傾斜角。藉由對TE 和TM 波計算波長和透射率關係做缺陷模態的研究。缺陷模態和入射角的關係也被圖解之。此外,也觀察到缺陷層的厚度也會影響缺陷模態的數目。第三部份是研究在一維超導光子晶體中角度,厚度和光子能帶結構的關係。這是研究permittivity 為0 超導材料的臨界頻率。能帶結構可視為由兩個超導和介電材料所組成的厚度解析方程。在角度和能帶關係中，在TM 偏振，會存在一個強大局部疊置能帶近似於臨界頻率。當角度增加所顯示出的能帶也會增強。Item 半導體光子晶體光學性質溫度效應之研究(2013) 潘俊宏這篇論文有五個章節。第一個章節是介紹光子晶體的基本性質與歷史，第二章節是敘述我們計算光子晶體多層膜結構的理論及方法。第三章節我們要探討一維光子晶體SDPC使用的材料為矽及二氧化矽，在原結構下，SDPC的光子能隙隨著溫度增加而向右偏移，而在第二個結構中，我們參雜入SiO2，光子能隙與缺陷模態都隨著溫度向右偏移，第三個結構中，我們參雜入InSb，光子能隙與缺陷模態都隨著溫度向右偏移，再改變InSb的參雜濃度N’，發現，當參雜濃度N’上升時，產生缺陷模態時的波長有微量減少的趨勢。第四章節我們要探討一維光子晶體MSPC使用的材料為鋁及InSb，在原結構下，顯示第三章中SDPC溫度效應在金屬加入後顯得非常不明顯，再以不同入射角的TE波(S波)與TM波(P波)入射，發現TE波(S波)受入射角影響較TM波(P波)稍大，最後在第五章節是我們的結論。Item 一維金屬-介電質光子晶體能隙特性研究(2010) 韓維學; W.-H. Han光子晶體最初是在1987年被Yablonovitch and John 兩人所分別提出。在近二十年內光子晶體在光電科技上具有重大地位。光子晶體是由不同的折射率層周期排列而成，此種排列方式使光子晶體具有與固態晶體相同的能帶結構，當其週期與所處理光波長相當時，所造成的強散射效應，便形成光子能隙。光子晶體有許多方面的應用，在一維上即為薄膜，可讓需要的波段反射，二維的可做為波導。 在此論文中，我們使光子晶體中的各層厚度皆些微不同，即無秩序(Disorder)來觀察不同的光子能隙頻譜增寬效應。首先，我們使用Drude model 理論來討論在不同的頻率下，金屬的損耗項的變化。在金屬-介電質光子晶體(MDPC)與介電質-介電質光子晶體(DDPC)中，我們除了改變厚度Disorder的程度。第二部分。還改變不同的結構周期。Item 介電質及金屬多層結構光學濾波器設計與分析(2014) 李維哲; Wei-Che Lee光子晶體是一種不同折射率材料呈週期性排列的光學介質結構，經由模擬設計，可以實現調控電磁波的傳導來符合需求。在本篇論文中，共研究了兩個主題。 第一個是利用轉移矩陣法（TMM）來設計出以矽為基板的抗反射層（ARC），此ARC主要的波段為可見光到紅外線的範圍，力圖將反射率降至最低，提升整體的效率。經由不同的角度來觀察 TE、TM模式下的反射光譜。 第二個主題是利用金屬與介電質材料來設計出光學量子井（PQW）結構，我們分析銀、鋁、銅這三種金屬是否皆具有量子井的特性，結構上都以反對稱結構(AB)^m(MC)^n(AB)^m 為主，A=B=C=介電質，M=金屬，量子井的特性是可做為多通道的濾波器，可藉由調控缺陷的週期來實現，並在最後的分析找出濾波器的工作頻段。Item 金屬與介電質層狀結構光學性質分析之研究(2017) 余宗; Yu, Zong摘要 在本篇論文我們將探討金和鋁與介電(SnSe〖、N〗_a3 AlF_6)薄膜的光學特性。首先會先介紹分析薄膜特性的方法:轉移矩陣法，再利用模擬軟體(MathCad、Sigmaplot)作圖。 第一部分為光子晶體的結構，第二部分為摻雜結構，不同結構我們都會比較其TE和TM波改變角度和改變厚度後的特性，其中TE波與入射角度有相聯關係，所以我們在比較不同厚度時，為了簡化其複雜性，都將入射角設定為0°，我們將可以發現隨著入射光角度加大能隙寬度和能隙寬度會往高頻區移動，在第二部分摻雜結構中可以發現能隙會有缺陷。 關鍵字: 光子晶體、光子能隙、缺陷結構Item 石墨烯光子晶體缺陷模與高吸收率問題之研究(2017) 黃華乾; Huang, Hua-Cian本篇論文旨在研究及設計一維石墨烯光子晶體，並以轉移矩陣法及數學計算軟體模擬其在高頻狀態之光學性質，數值結果則以石墨烯光子晶體之透射率、反射率以及吸收率對應頻率之關係圖呈現。 在第一個主題中，我們以單層石墨烯及兩相異介電質做模擬，研究其透射率、反射率及吸收率對應入射角度變化之關係。 第二個主題則是以有缺陷的石墨烯光子晶體為主，我們先模擬沒有石墨烯的結構再與有石墨烯的結構做比較，接著再改變結構之堆疊方式、石墨烯層數量及不同入射角度，並以TM和TE波進行模擬，數值結果以透射率對應頻率之關係圖呈現，觀察其光子能隙之變化。 第三主題以多層膜結構之石墨烯光子晶體來做模擬，我們以改變石墨烯層數量的方式來找出吸收率最佳時的結構，數值結果以透射率、反射率及吸收率對應頻率之關係圖呈現，入射波模態以TM波為主，並藉由模擬結果觀察石墨烯光子晶體在高頻狀態下之光學特性。Item 石墨烯層狀結構光學性質之研究(2017) 鄧詔允; Teng, Shao-Yun此篇論文主要以轉移矩陣法(Transfer Matrix Method, TMM)來模擬石墨烯層狀結構在THz下的光學性質。 在第一個主題中，我們將由TMM來模擬Si和SiO2所形成的光子晶體在THz下不同入射角度的光子能隙的變化。 在第二個主題中，我們將單層的石墨烯參雜在由Si和SiO2所形成的光子晶體的不同位置中，並藉由改變石墨烯的化學勢以及電磁波在TE和TM的不同入射角度，來探導其對光子能隙的變化。 在第三個主題，則是將石墨烯放在每一層的Si和SiO2中，同樣改變石墨烯的化學勢以及電磁波在TE和TM的不同的入射角度，來探導其對光子能隙的變化。在低頻的範圍與出現了第一個主題中的沒有出現的截止頻率，在不同角度的TE波變化趨勢也與前三種結構的變化略有不同。Item 以金為主體光子晶體光子能隙與缺陷模態之研究(2017) 劉奕暉; Liou, Yi-Huei在這篇論文中，我們將研究三種主題關於Au與兩種介電質薄膜結構的光學特性。在第一個主題中，我們使用轉移矩陣法(TMM)分析〖air/(1/Au/3)〗^N/air。在垂直入射，我們發現在Au厚度增加時光子能隙(PBG)會增寬；固定Au厚度時，我們發現入射角度增加時TE波與TM波的PBG皆會發生偏移，但TE波的PBG則是比TM波寬。第二個主題中，我們使用同樣的方法分析〖air/(1/3)〗^N/Au/〖(3/1)〗^N/air，在金屬γ=0，隨著金屬厚度與入射角度增加時，在PBG上的穿透峰值將會偏移。在垂直入射中，Au厚度增加時穿透峰值將會向右移動；在固定Au厚度中，TE波與TM波皆會隨著角度增加穿透峰值向右偏移，但TE波的偏移量比TM多。第三個主題中，我們也使用同樣的方法分析〖air/Au/(1/3)〗^N/air和air/〖(1/3)〗^N/Au/air。在垂直入射中，我們這兩種結構的PBG並不會受到Au厚度而有偏移或增寬的現象；在固定Au厚度中，此兩結構的TE波會隨著入射角度增加而增寬，TM波則相反。Item