| 姓名 |
楊松霖(Song-Lin Yang)
查詢紙本館藏 |
畢業系所 |
光電科學與工程學系 |
| 論文名稱 |
奈米球波導與奈米球缺陷檢測
(Nano-spheres optical waveguide and the monolayer of nano-spheres defect distinguishing)
|
| 相關論文 | |
| 檔案 |
 [Endnote RIS 格式]
[Bibtex 格式]
 [相關文章]  [文章引用]  [完整記錄]  [館藏目錄]  [檢視] [下載]- 本電子論文使用權限為同意立即開放。
- 已達開放權限電子全文僅授權使用者為學術研究之目的，進行個人非營利性質之檢索、閱讀、列印。
- 請遵守中華民國著作權法之相關規定，切勿任意重製、散佈、改作、轉貼、播送，以免觸法。
|
| 摘要(中) |
本研究利用奈米球做為光波導， 我們利用有限時域差分法
(Finite-Difference Time-Domain)設計光波導與轉彎結構，並觀察波導元件中
的電磁波傳播行為的變化，並算出傳遞損耗與轉彎損耗；在元件製作方面，
嘗試以微影蝕刻技術做出理想的奈米球光波導與轉彎結構。本論文與檢測
奈米球鋪排缺陷。亦研究奈米球鋪排缺陷檢測，我們針對有缺陷的奈米球
鋪排表面之繞射圖形，以快速傅立葉轉換(Fast Fourier Transform)為基礎，
對於不同種類缺陷做分析，最後得出奈米球鋪排之缺陷比例。
|
| 摘要(英) |
In this thesis, we study the optical waveguide component formed by
nanospheres The design of optical waveguide components and bending
waveguide structure are calculated by the finite-difference time-domain (FDTD)
method. We calculate the unit transmission loss and bending loss. We tried to
realize the nanosphere waveguide by photolithography and etching process.
Finally, the defect density in the monolayer of nanospheres was examined. We
used fast Fourier transform (FFT) analysis to the diffraction pattern of the
monolayer of nanospheres. This method can be used to estimate defect density.
|
| 關鍵字(中) |
★ 光波導
★ 轉彎波導
★ 缺陷檢測 |
關鍵字(英) |
★ Optical Waveguide
★ bending waveguide
★ defects distinguishing |
| 論文目次 |
摘要 i
Abstract ii
目錄 iii
圖目錄 vi
第一章 緒論 1
1-1光波導簡介 1
1-1-1 奈米球應用簡介 1
1-1-2奈米球缺陷檢測法 6
1-2 結論 8
第二章 奈米球波導設計原理與模擬 9
2-1 有限時域差分法 9
2-2 3-D直線奈米球波導 12
2-3奈米球轉彎結構設計 14
2-3-1 直角轉彎結構 15
2-3-2 不同形式轉彎結構 19
2-4 弧形轉彎結構 27
2-4-1 奈米球弧形波導設計 27
2-5 奈米球波導傳播機制 33
2-6 結論 34
第三章 奈米球波導製程 36
3-1奈米球波導製程 36
3-1-1 a-Si犧牲層法 36
3-2-2 光阻犧牲層法 42
3-3 結論 46
第四章 奈米球缺陷檢測 48
4-1奈米球缺陷簡介 48
4-2 奈米球波鋪排缺陷模擬 49
4-3 微米球鋪排缺陷實驗 55
4-4 結論 58
第五章 總結 59
5-1 結論 59
5-2未來展望 61
參考文獻: 62
附錄A 66
|
| 參考文獻 |
圖1-1 3-D光子晶體於均勻鋪排矽基板與實驗結果[7](a)拉拖法的架構圖(b)樣本的截面圖(c)掃描式電子顯微鏡圖與空間傅氏轉換圖 2
圖1-2 球形共振腔的雙奈米球共振器[8](a)兩顆奈米球共振器架構(b)激發波長與強度關係圖(c)間距為d的兩顆小球物鏡觀察基板結果(d)奈米球接觸觀察結果(e)不同直徑下角頻率與耦合係數?結果 3
圖1-3 打入直線排列的聚苯乙烯球激發實驗[9](a)直徑5 ?m聚苯乙烯球排列圖(b) 螢光激發實驗架設圖(c)改變奈米球顆數N激發頻譜圖(d)波長515 nm與520nm下改變奈米球顆數N與強度關係 4
圖1-4 奈米球波導排列圖形與實驗結果[10] (a)樣品之電子顯微鏡圖(b)實驗量測架構(c)不同數目奈米球與強度關係圖 5
圖1-5 次微米級粗化結構提升LED光萃取效率[11] (a) LED晶粒結構(b)為LED上微米級粗化結構 6
圖1-6 He-Ne雷射打入樣品以繞射強度檢測[12] (a)繞射實驗架構(b)圓環狀繞射圖形(c)六角形之繞射圖形(d)零階與一階繞射對偵測器角度接收強度分佈(e)零階強度的Lorentzian曲線擬合 7
圖2-1 空間上Yee晶格分割與時間上的分割 11
圖2-2 排列30顆PS奈米球結構圖 13
圖2-3排列30顆PS奈米球單位傳播損耗 14
圖2-4 (a)排列5顆轉彎奈米球結構圖(b)排列10顆轉彎奈米球結構圖 16
圖2-5 (a)排列5顆奈米球轉彎損耗TE mode (b)排列5顆奈米球轉彎損耗TM mode (c)排列10顆奈米球轉彎損耗TE mode (c)排列10顆奈米球轉彎損耗TM mode 18
圖2-6 轉彎內側加一顆奈米球轉彎結構圖 19
圖2-7轉彎處多顆奈米球轉彎結構圖 20
圖2-8轉彎內側加多顆奈米球轉彎結構圖 20
圖2-9夾角形式奈米球轉彎結構圖 21
圖2-10轉彎內側加一顆奈米球轉彎結構損耗圖(a)TE mode(b)TM mode 22
圖2-11轉彎處增加奈米球轉彎結構損耗圖(a)TE mode(b)TM mode 23
圖2-12轉彎內側增加奈米球轉彎結構損耗圖(a)TE mode(b)TM mode 24
圖2-13彎角型奈米球轉彎結構損耗圖(a)TE mode(b)TM mode 25
圖2-14 放置9顆奈米球的弧形結構圖 28
圖2-15放置顆數N=7的轉角損耗結果(a)TE mode(b)TM mode 29
圖2-16取偵測器MB2，顆數N=5~15的轉角損耗結果圖(a)TE mode 31
圖2-17在頻率0.82(a/?)下N=5~15轉角損耗比較圖 31
圖2-18 頻率0.82(a/?)以連續光源在N=9轉角結構光場圖(a)TE mode field distribution at |Ex|2(b)TE mode field distribution at |Hy|2 (c) TM mode field distribution at |Ey|2 (d)TM mode field distribution at |Hx|2 32
圖2-19 3D正方晶格的第一布里淵區 33
圖2-20 3D正方晶格的頻帶結構 34
圖2-21 波導的能流方向圖(a)直線奈米球波導 (b)弧形奈米球波導 34
圖3-1 a-Si犧牲層製造流程 37
圖3-2 曝光顯影後的直線溝槽 38
圖3-3 經紫外光臭氧清洗機清洗後的轉彎溝槽(a)6分鐘(b) 9分鐘 38
圖3-4 經高密度電漿蝕刻後的a-Si層之溝槽SEM圖 39
圖3-5 熱循環烘箱中烘烤奈米球SEM圖 (a)120∘C烘烤6分鐘(b)120∘C烘烤3分鐘 39
圖3-6 經KOH溶液濕蝕刻之鋪排奈米球樣品照片 40
圖3-7 經KOH溶液濕蝕刻之鋪排奈米球樣品SEM圖 40
圖3-8 經高密度電漿蝕刻之鋪排奈米球樣品照片 41
圖3-9 經高密度電漿蝕刻之鋪排奈米球樣品SEM照片 41
圖3-10 光阻犧牲層製造流程 42
圖3-11 高密度電漿蝕刻奈米球覆蓋光阻上之樣品結果 43
圖3-12 以顯影液浸泡奈米球覆蓋光阻上之樣品結果(a)以滴管沖去光阻方式(b)以斜插入顯影液來回洗去光阻方式 (c)以滴管沖去光阻並且斜放樣品邊緣於顯影液中 45
圖3-13 KOH水溶液浸泡奈米球覆蓋光阻上之樣品結果 46
圖4-1奈米球鋪排缺陷與完美奈米球鋪排圖 48
圖4-2 奈米球鋪排缺陷模擬方式 50
圖4-3 不同缺陷經過快速傅氏轉換圖形(a)5顆缺陷(b)線缺陷 50
圖4-4 經FFT轉換兩次後的五顆奈米球缺陷直方圖 51
圖4-5 (a)奈米球缺陷數目與閥值關係圖(b)實際缺陷與模擬閥值關係圖 52
圖4-6 (a)平均閥值對點缺陷圖判別後結果(b)平均閥值對點缺陷圖判別後誤差 53
圖4-7以平均閥值對線缺陷圖形判別誤差圖 54
圖4-8微米球鋪排缺陷實驗架構圖 55
圖4-9 實際實驗架構圖 56
圖4-10 透鏡聚焦情形繞射圖(a)未聚焦於樣品上(b)聚焦於樣品上 56
圖4-11 模擬進行展示 57
圖4-12 微米球的單位面積示意圖 58
圖5-1 以圓柱透鏡掃描示意圖 61
|
| 指導教授 |
陳啟昌(Chii-Chang Chen)
|
審核日期 |
2010-7-23 |
| 推文 |
 facebook  plurk  twitter  funp  google  live  udn  HD  myshare  reddit  netvibes  friend  youpush  delicious  baidu
|
| 網路書籤 |
 Google bookmarks  del.icio.us  hemidemi myshare
|
