利用球形共振腔-波導耦合實現晶片型多功能光學元件及積體光路; The Realization of On-Chip Multifunctional Optical Devices and Lightwave Circuits Based On Microsphere Resonator-Waveguide Coupling

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Title:	利用球形共振腔-波導耦合實現晶片型多功能光學元件及積體光路;The Realization of On-Chip Multifunctional Optical Devices and Lightwave Circuits Based On Microsphere Resonator-Waveguide Coupling
Authors:	戴朝義
Contributors:	光電科學研究所
Keywords:	光電工程
Date:	2006-07-01
Issue Date:	2010-12-06 16:15:56 (UTC+8)
Publisher:	行政院國家科學委員會
Abstract:	在本計畫中，我們提出了基於高品質因子微米球共振腔與低損失光波導耦合的方法，來實現多功能光學元件與高密度積體光路。微米球相較於其它形式的共振腔，在本質上便具有較高的品質因子，因此能使光不斷地環繞在數十至數百微米長的球狀共振腔內，造成光波在傳播上的巨大延遲與較長的能量儲存時間。當光波導與微米球共振腔耦合時，這些微米球更提供了反饋、共振過濾與波長的選擇性等效果。這一結果將有助於進一步的控制色散與增強光學非線性效應。然而，目前大多數的實驗都是透過一逐漸變細的錐狀光纖將入射的光波耦合進入微米球中。這一方法不但缺乏精密的穩定度，也造成了與微米球陣列進行高密度構裝的困難，不利於形成更複雜精巧的積體光路。因此在製程上，我們將發展更先進的構裝技術來克服此一障礙。我們計畫在一與光纖模場匹配且低損耗的光波導上鍍上一層低折射率的包層，或製作一光柵結構來形成Whispering gallery mode (WGM) 耦合器；接著將高品質因子的微米球選擇性的沉積在設定的耦合位置上。在使用傳統方法（如電子束微影、模板輔助自組裝）製作樣品的同時，我們也將嘗試一些低成本的方法如近場電漿微影術、利用表面化學法形成圖樣及紫外光直寫等技術來達到此一目的。因此在整體的考量下，我們預期此一計畫在失敗風險與新方法成功的報酬上，可取得很好的平衡。除製程外，在量測上我們將利用各種不同的波導-球共振腔的耦合結構，來研究一些經由微米小球調製後的光波行為。我們所提出的研究主題包括有：精巧可控的光延遲、非線性光學的增強效應、晶片上光孤立子的產生、波長塞取與光開關、多色光混合及光子跳躍傳輸等現象。本計畫包含了跨領域的研究及一些新穎的課題，並可延伸發展在三度空間構裝平面積體光路。這個計畫的推動將有助於拓展參與計畫人員的研究能力與視野，開啟混成構裝技術一條新的研究方向，也將吸引工業界更多的關注與參與，加速產業升級與進步。研究期間：9408 ~ 9507
Relation:	財團法人國家實驗研究院科技政策研究與資訊中心
Appears in Collections:	[Graduate Institute of Optics and Photonics] Research Project

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