結論
我們成功的在本實驗室中架設了一套兆赫波量測系統，此系統最大 可信的頻率落於 3.5 THz ~ 4 THz 左右。並且利用兆赫波量測系統得到了 石英玻璃與型號為 MDA-00-3461 的液晶在兆赫波段下的光學常數，最後 同樣利用兆赫波系統得到了金屬光子晶體再加入 MDA-00-3461 此款液 晶前後的穿透頻譜圖，利用包含液晶之光子晶體在正向入射 TE 波下得 到可調式的光子能隙，以及具可調之濾波效果的濾波器。
在石英玻璃的光學量測下，得到統晏公司所提供之 1mm 厚石英玻 璃在 0.2 THz ~ 2.0 THz 下的實部折射率平均值為 1.948、虛部折射率小 於 0.012。由豪晶科技公司提供之 3mm 厚石英玻璃在 0.2 THz ~ 2.0 THz 下的實部折射率平均值為 1.954、虛部折射率小於 0.010。日本 Merck 公 司所提供之向列型液晶 MDA-00-3461 在 0.3 THz ~ 1.5 THz 下的實部折 射率平均值，ne = 1.716、no = 1.535，∆n = 0.181，虛部折射率為，κe < 0.024、
κo < 0.040。
本論文所研究之兆赫波段下金屬光子晶體在不同的入射光光束大小 與入射光位置，可以發現當光束大小越大，特殊穿透峰值大小會隨之下 降，光束大小在直徑超過 5 mm 的情況下位置的影響差異不大，因此得
到光束大小在直徑為 5 mm 的情況下最適合。此外我們成功的在模擬與 實驗下得到一致之結果，尤以正向入射 TE 波情況最吻合。
包含液晶之金屬光子晶體在正向入射 TE 波下。實驗中成功得到了 磁控可調式光子能隙，光子能隙的低頻邊界從 0.121 THz 移動到 0.127 THz，總共移動了 6.17 GHz；光子能隙的高頻邊界從 0.175 THz 移動到 0.186 THz，總共移動了 11.04 GHz；光子能隙的寬度從 54.32 GHz 增加 到 59.18 GHz，變寬了 4.86 GHz。另外實驗中也得到一個可調之濾波器，
訊號極大值位於 0.187 THz，半高寬為 0.117 THz，經磁場調控，訊號往 高頻移動 3.66 GHz，元件的衰減量從 0.851 dB 到 7.202 dB。
未來展望
雖然本論文成功得到一組可調式光子能隙，以及可調式濾波器，但 是操作頻率範圍皆在相對低頻位置，希望未來能夠設計一組光子晶體樣 品，操作頻率能在 1 THz 之後的範圍。此外由於液晶吸收雖小，但是在 厚度太厚的情況下吸收變的顯著，因此希望能設計一組樣品，可以是液 晶填充在孔洞結構上的，這樣能讓液晶吸收變小，且也能藉由配向控制 達成調控的目的。最後的目標是，本實驗藉由磁場控制液晶配向，但是 磁場控制相對於電場控制較麻煩，希望能藉由電場做出可調式電控式包 含液晶之光子晶體元件。
Reference
[1] F. Reinitzer, Monatshefte für Chemie, 9, 421 (1888).
[2] O. Lehmann, Z. phys. Chem., 4, 462 (1889).
[3] Frederic J. Kahn, Appl Phys. Lett., 22, 386 (1973).
[4] E. Yablonovitch, Phys. Rev. Lett., 58, 2059 (1987).
[5] S. John, Phys. Rev. Lett., 58, 2486 (1987).
[6] H. Rubens, B.W. Snow, Phil. Mag., 35, 35 (1893).
[7] E. F. Nichols, Phys. Rev., 4, 297 (1897).
[8] M. F. Kimmitt, J. Biol. Phys., 29, 77 (2003).
[9] J. W. Waters, Proc. IEEE, 80, 1679 (1992).
[10] B. Ferguson, X.-C. Zhang, Nature Materials, 1, 26 (2002).
[11] D. Mittleman, “Terahertz Imaging, Sensing with THz radiation,”
(Spring-Verlag, New York 2002).
[12] Peter H. Siegel, IEEE Trans. Microwave Theory Tech., 50, 910, (2002).
[13] M. Tonouci, Nat. Photonics, 1, pp.97-105, (2007).
[14] Michael J. Fitch and Robert Osiander, Johns Hopkins Apl Technical Digest, 25, 4, (2004).
[15] E. Ö zbay, E. Michel, G. Tuttle, R. Biswas, M. Sigalas, K.–M. Ho, Appl.
Phys. Lett., 64, 2059 (1994).
[16] E. Ö zbay, E. Michel, G. Tuttle, R. Biswas, K.–M. Ho, J. Bostak, D. M.
Bloom, Optics Letters, 19, 1155 (1994).
[17] E. Ö zbay, E. Michel, G. Tuttle, R. Biswas, K.–M. Ho, J. Bostak, D. M.
Bloom, Appl. Phys. Lett., 65, 1617 (1994).
[18] E. Ö zbay, J. Opt. Soc. Am. B, 13, 1945 (1996).
[19] M. Wada, K. Sakoda, K. Inoue, Phys. Rev. B, 52, 16297 (1995).
[20] M. Wada, Y. Doi, K. Inoue, J. W. Haus, Phys. Rev. B, 55 10443 (1997).
[21] H. Kitahara, N. Tsumura, H. Kondo, M. Wada, J. W. Haus, Z. Yuan, N.
Kawai, K. Sakoda, K. Inoue., Phys. Rev. B, 64 045202 (2001).
[22] S. W. Wang, W. Lu, X-S Chen, Z-F Li, X-C Shen, W. Wen, J. Appl.
Phys., 93, 9401 (2003).
[23] N. Jukam, M. S. Sherwin, Appl. Phys. Lett., 83, 21 (2003).
[24] D. Wu, N. Fang, C. Sun, X. Zhang, W. J. Padilla, D. N. Basov, D. R.
Smith, S. Schultz, Appl. Phys. Lett., 83, 201 (2003).
[25] F. Miyamaru, M. Hangyo, Applied Optics, 43, 1412 (2004).
[26] S. W. Leonard, J. P. Mondia, H. M. van Driel, O. Toader, S. John, K.
Busch, A. Birner, U. Gösele, and V. Lehmann., Phys. Rev. B, 61, 2389
(2000).
[27] C.-S. Kee, H. Lim, Y.-K. Ha, J.-E. Kim, and Hae Yong Park, Phys. Rev.
B, 64, 085114, (2001).
[28] D. W. Berreman, Phys. Rev. Lett. 28, 1683 (1972).
[29] J. M. Geary, J. W. Goodby, A. R. Kmetz, and J. S. Patel, J. Appl. Phys.
62, 4100 (1987).
[30] G. Mourou, C. V. Stancampiano, and D. Blumenthal, Appl. Phys. Lett.
38, 470 (1981).
[31] G. Mourou, C. V. Stancampiano, A. Antonetti, and A. Orszag, Appl.
Phys. Lett. 39, 295 (1981).
[32] R. Heidemann, Th. Pfeffer, and D. Jager, Electron Lett. 19, 316 (1983).
[33] D. H. Auston, K. P. Cheung, and P. R. Smith, Appl. Phys. Lett. 45, 284 (1984).
[34] M. van Exter, Ch. Fattinger, and D. Grischkowsky, Appl. Phys. Lett. 55, 337 (1989).
[35] L. Xu, X. C. Zhang, D. H. Auston, Appl. Phys. Lett. 59, 3357 (1991).
[36] D. Birkedal, O. Hansen, C. B. Børensen, K. Jarasiunas, S. D. Brorson, and S. R. Keiding, Appl. Phys. Lett. 65, 79 (1994).
[37] Joseph E. Avron, J. Nemirovsky, Phys. Rev. Lett. 68, 2212 (1992).
[38] X. C. Zhang, B. B. Hu, J. T. Darrow, and D. H. Auston, Appl. Phys. Lett.
56, 1011 (1990).
[39] D. Liu and J. Qin, Appl. Optics. 42, 3678 (2003).
[40] P. K. Benicewicz, J. P. Roberts, and A. J. Taylor, J. Opt. Soc. Am. B 11, 2533 (1994).
[41] C.-L. Pan, C.-F. Hsieh, and R.-P. Pan, Optics Express, 13, 3921 (2005).
[42] Kane S. Yee, IEEE Transaction on Antennas and Propagation,14, 302(1966).
[43] M. A. Ordal, Robert J. Bell, R. W. Alexander, Jr. L. L. Long, and M. R.
Querry, Appl.Optics, 24, 4493(1985).
[44] M. Fox, Optical Properties of Solids, Oxford University Press (2001).
表格
表 2-1.1 厚度為 3 mm 的玻璃基板規格及外觀。
Figures thickness
sample cell
cell thickness:
6.6022 mm
substrate thickness:
6.3480 mm
LC layer thickness:
0.2542 mm
reference cell
cell thickness:
6.3302 mm rubbing direction
表 2-1.2 液晶樣品及參考樣品的厚度表。
表 4-4.1 四種折射油在兆赫波段下之折射率實部與虛部之結果。
0° (n
e) 20° 30° 40° 90° (n
o) n 1.716 1.691 1.665 1.634 1.535
κ 0.01198 0.02498
表 4-4.2 液晶 MDA-00-3461 在兆赫波段下之折射率與對應不同磁控角度 下的折射率估計值。