張瑞芬

在本論文中，我們選用具有雙吸收峰的有機材料F8BT作為共振腔的主動層，建構出超強耦合共振腔架構。在該架構中，主動層同時擔任光子源以及激子源，這樣的設計使得我們能夠製作出具有更強耦合強度的元件，進而對其背後的物理現象進行詳細的探討。在共振腔中的光子與激子進行耦合作用時，會產生一種由光和物質所組成並有玻色子特性的混成態粒子，稱為偏極子。在具有雙吸收峰主動層的共振腔中，耦合作用會導致新的能量分支的形成，這些分支分別稱為上支、中支和下支。當共振腔中光子的能態與激子能態相同時，上支與下支之間的能量差被稱為拉比分裂。若拉比分裂大小超過激子能量的20 %時，則稱該共振腔達到了超強耦合。 在實驗開始前，我們會使用光學薄膜設計軟體Macleod來模擬各膜層的厚度，確保下支的位置正確對應到F8BT的光致發光PL位置，並且模擬出DBR布拉格反射鏡中的高低折射率材料的厚度。我們使用不同反射鏡的共振腔去探討其對耦合特性的影響，其中DBR布拉格反射鏡中心波長是設計在515 nm，高反射率頻寬僅包到F8BT的單吸收峰。最後結果得出不同反射鏡的共振腔均可以達到30 %附近的耦合強度，達到了超強耦合。使用不同功率的激發光源去激發DBR布拉格反射鏡共振腔，可以發現到隨著功率的增加，光譜上的能量會往低角度聚集，產生與雷射相同的特性。