si(100)和si(110)表层二阶非线性光学效应的研究

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1、分类号２５６：１０１８３：ＴＮ单位代码０４０研究生学号：２０１３５１４密级：公开馨吉林大学硕古学位论文专化学化（）Ｓｉｕｏｏ）和Ｓｉ（ｉｉｏ）表层二阶非线性光学效应的研究ｓｅｃｏｎ－ｏＲｅｓｅａｒｃｈｅｓｏｎｄｒｄｅｒｎｏｎｌｉｎｅａｒｏｐｔｉｃａｌｅｆｆｅｃｔｓｉｎＳｉｌＯＯ（）ａｎｄＳｉｌｌＯｓｕｒｆａｃｅｌａｅｒｓ（）ｙ作者姓名：张海类别：工学硕±领域（方向）：集成电路工程指导教师：陈占国培养单位：电子科学与工程学

2、院２０１６年月ＳｉｌＯＯ和ＳｉｌＯ度层二阶非线性光学效应的研究（）＾ｓｅａｒｃｈｅｓｏｎｓｅｃｏｎｄ－ｏｒｄｅｒｎｏｎＲｅｌｉｎｅａｒｏｔｉｃａｌｅｆｆｅｃｔｓｉｎＳｉ１００ｐ（）ａｎｄＳｉｌｌＯｓｕｒ拉ｃｅｌａｅｒｓ（）ｙ作者姓名；张海领域（方向）：集成电路工程指导教师：陈占国教授类另ＩＪ；工学硕ｉ论文答辩日期：年ｒ月日未经本论文作者的书面授权，依法收存和保管本论文书面版本、电子版本的任何单位和个人，均不得对本论文的全部或部

3、分内容进行任何形式的复制、修改、发行、出租、改编等有碍作者著作权的商业性使用（但纯学术性使用不在此限）。否则，应承担侵权的法律责任。吉林大学硕±学位论文原创性声明本人郑重声明：所呈交学位论文，是本人在指导教师的指导。下，独立进行研究工作所取得的成果除文中己经注明引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体己经发表或撰写过的作品成果。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均己在文中明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。学位论文作者签名：＾１＾Ｊ

4、口。日期：／占年４月如日摘要本论文主要内容是对娃材料（００１０１卿。）晶面表层的场致二阶非线性光学效应的研究，重点是对场致线性电光效应和场致光整流效应的研究。插材料具有来源广泛，价格经济，工艺成熟易兼容等优势，所Ｗ在光电集成领域获得了广泛的应用。由于理想括晶体是点群对称性为Ｏｈ的立方晶系晶体，＞各向同性，存在反演对称中必。理，在偶极近似条件下，插材料的卢等于零论上娃不具有倍频、和频、差频、线性电光效应、光整流、二次谐波效应等二阶非线性光学效应，这是长久Ｗ来限制娃在

5、非线性光学领域中应用的重要因素。尤其是珪的调制器件一直难获得实际的应用。但是电场可Ｗ破坏枉晶体的反演对称中也，使其获得非零的等效二阶非线性极化率张量。研究枉晶体中电场诱导的线性电光效应和光整流效应等二阶非线性光学效应，对于插基光电子器件的设计有重要意义。本文应用经典的极化理论，对线性电光效应和光整流效应的基本概念和物理机制进行了分析，并用折射率楠球和麦克斯韦方程组两种方式，对于线性电光效应进行了描述。这是本文工作的理论基础。本文从理论上对电场分别沿着娃１００日１１０两

6、个晶向的情况下桂晶体对称［巧［］性的改变进行了论证。证明了：当电场沿着娃［１００晶向时，插晶体的点群对称］性由Ｏｈ点群下降为Ｃ４Ｖ１０；当电场沿着娃［１］晶向时，娃晶体的点群对称性由Ｏｈ点群下降为Ｃ２Ｖ。我们根据琼斯矩阵的计算结果设计了横向电光调制系统，对于赶（１０巧和１１（巧两个晶面表层的场致线性电光效应进行了实验测量，得到了电光信号随着外加电压信号线性变化的实验现象。证明了在赶晶体晶面表层，内建电场破坏了插晶体的反演对称中也，获得了等效二阶极化率，因而可Ｗ观察到场致线

7、性电光效应。，我们也进行了场致光整流效应的实验同时，得到了光整流信号随线偏振光方位角呈余弦变化的关系，符合我们的理论预期。证明了场致光整流效应的存在，也是对场致线性电光效应的侧面证明，我们还研究了不同表层深度下光整流。此外信号的差别，验证了场致光整流效应用于探测桂晶体表层空间电荷区内的电场分布的可行性。Ｉ关键词：二阶非线性光学效应桂光电子学普克尔斯效应线性电光效应光整流效应ＩＩＡｂｓｔｒａｃｔＴｈ－ｉｓｐａｐｅｒｒｅｓｅａｒｃｈｅｄ１：ｈｅｓｅｃ

8、ｏｎｄｏｒｄｅｒｎｏｎｌｉｎｅａｒｏｐｔｉｃａｌｅｆｅｃｔｓｉｎｄｕｃｅｄｂｙ化ｅｔ－ｎｅｅｃｔｒｉｃｆｉｅ１１１ｔｂｕｌｄｉｎ也ｅ００ａｎｄ０ｓｕｒｆａｃｅｌａｅｒｓｏｆｓｉｌｉｃｏｎｃｒｓａｌｓｉｌｉｌ（）（）ｙｙ，－－ｅｓｐｅｃｉａｌｌｙｆｏｃｕｓｉｎｇｏｎｔｈｅｂｕｉｌｔｉｎｉｎｄｕｃｅｄｌｉｎｅａｒｅｌｅｃｔｒｏｏｐｔｉｃｅｆｅｃｔａｎｄｏｐｔｉｃａｌｒｅｃｔｃａｔｏｎ．ｉｆｉｉｅｒ