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第二部份: (改變電光調變器)

改變電光調變器的頻率大小,並觀察其對光致電流的影響。由掃

圖組 3-11 中,綠色及紅色圖形之 CH1、CH2 分別為鎖相放大器 的channel 1 輸出和 channel 2 輸出,輸出值分別為 R cosθ及 R sin θ,其中R 是光致電流訊號的振幅度,θ為其相位。我們改變電光 調變器的頻率,由320 KHz 開始,以 20 KHz 為一個區間增加,並紀 錄下來。其實驗討論同第一部份,此次我們不施加偏壓。

320K Hz

340K Hz

360K Hz

380K Hz

400K Hz

420K Hz

圖組3-11 改變頻率大小,20K Hz 為一區間紀錄 其振幅和相位的變化

440K Hz

460K Hz

480K Hz

500K Hz

520K Hz

540K Hz

圖組3-11 改變頻率大小,20K Hz 為一區間紀錄 其振幅和相位的變化

560K Hz

580K Hz

600K Hz

圖組3-11 改變頻率大小,20K Hz 為一區間紀錄 其振幅和相位的變化

實驗結果如下:

我們使用電光調變器以調變雷射的頻率,我們由圖 3-11 得知,隨 頻率的上升CH1、CH2 的光致電流影像有規律的變化。我們得到的 相位影像為均勻分布而不能是隨離電極距離增加而產生之相位延遲 現象, 其原因是 LED 之電極間距過近,雷射光打在 LED 上很快就 被吸收形成光致電流,於是作用區上各點的相位都相去不遠。

首先,對 Channel 1 及 Channel 2 進行分析,Channel 1 為 R cosθ 隨頻率上升 θ 由 90 下降到 0 度,X 值理應隨頻率上升而增加。實際 上,在 480K Hz 時開始下降,原因是 R 隨頻率上升而下降,在 480khz 時 R 下降的值比 cosθ上升的值大,故我們會得到隨頻率上升Channel 1 先升後降的結果,圖 3-12。

圖 3-12 隨頻率上升Channel 1 之輸出值

Channel 2 為 R sinθ,頻率上升時相位及振幅皆下降,故得到 Channel 2 隨頻率上升而下降的結果,圖 3-13。

圖 3-13 隨頻率上升Channel 2 之輸出值

我們分析改變頻率後其LED 振幅及相位的變化。振幅隨著電光調 變器調變的頻率增加而下降,頻率上升導致雷射光打在LED 上之時 間縮短,LED 來不及完全反映故我們獲得的影像之強度下降。參照 鎖向放大器的定義其訊號相位為:

θ

signal

= θ

ref

- θ

Matlab

θ ref : 鎖相放大器之參考頻率

θ signal : 光致電流訊號的相位

θ Matlab : 將X、Y 經 Matlab 計算所得之相位

3-14 的影像為 θ Matlab,而 θ ref5.36 度,我們便可得到 θ signal, 相位隨著電光調變器調變的頻率上升而增加。我們將頻率對振幅和相 位作圖,並對相位作零位移84.19 度。

圖 3-14 頻率對振幅和相位作圖

第四章 結論

4.1 結論

先前我們使用雙光子脈衝雷射對LED 進行激發,無法取得 RF OBIC 影像,於是我們使用半導體藍光雷射(PDL-800B)來對 LED 進行 激發,可獲得RF OBIC 影像,唯影像雜訊過大,於是我們假定是 OBIC 電路上之線路過長導致我們實驗會有如此大的雜訊,我們試著精簡電 路將這因素排除。此方法仍無法解決雜訊的問題,於是我們發現先前 使用雙光子脈衝雷射激發檢光器(photodiode)能產生 RF OBIC 影像,

其原因為檢光器的反應時間夠快,脈衝雷射掃描在檢光器上,檢光器

4.2 未來展望

先前本實驗室對工研院進行技術轉移,工研院將 LED 樣品進行靜 電放電 (Electrostatic Discharge, ESD)破壞,之後利用光致電流和光致 螢光觀測破壞後之影像。經靜電放電破壞,光致電流影像在破壞處會 產生漏電流(Current leakage),如圖 4-1(a)所示。而光致螢光影像則在 破壞區無訊號,如圖4-1(b)所示。

我們接著將與工研院合作,利用本實驗室的共焦顯微技術及工研 院的儀器,兩者結合必能使我們的研究有更進一步的突破,並能擁有 更完整的LED 檢測流程,以達到電性和光學檢測整合的系統,更能 獲得LED 的所有特性。

(a) (b)

圖 4-1

(a) 經 ESD 破壞之 PL 影像 (b) 經 ESD 破壞之 OBIC 影像

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