博碩士論文 90226005 詳細資訊




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姓名 陳明昀(Ming-Mung Chen)  查詢紙本館藏   畢業系所 光電科學與工程學系
論文名稱 平坦化陣列波導光柵分析和一維光子晶體研究
(Analysis the flat-top of array waveguide and one-dimension photonic crystal)
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摘要(中) 論文摘要
在本論文中以氮氧化矽做為波導結構,並詳細介紹陣列波導光柵AWG(array waveguide grating)元件的設計原理,且使用光波導數值模擬軟體Beam PROP來輔助完成設計的工作。在元件的設計上,完成了1 8和1 32通道陣列波導光柵元件的分析模擬,且為了要克服輸入雷射光的不穩定、串接陣列波導光柵元件和環境溫度造成頻譜上的偏移,所以在輸入端加上多模干涉MMI(multimode intereference)以達成輸出頻譜平坦化的效果,並增加頻譜偏移的容忍度。於本文中亦設計一維光子晶體的濾波器能夠將其餘的光反射以使波長為1550nm的光穿透達成濾波的效果。
摘要(英) Analysis the flat-top of array waveguide and one-dimension photonic crystal
關鍵字(中) ★ 一維光子晶體
★ 陣列波導光柵
關鍵字(英) ★ phtonic crystals
★ array waveguide gratin
論文目次 目錄
第一章 前言…………………………………………………………1
第二章 陣列光波導光柵的原理……………………………………3
2-1 陣列波導光柵工作原理……………………………………….3
2-2 干涉原理分析陣列波導光柵………………………………….6
2-3 傅立葉原理分析陣列波導光柵……………………………….9
第三章 平坦化頻譜分析……………………………………………12
3-1 基本光波導設計及分析……………………………………….12
3-2 設計和分析1 8和1 32 陣列波導光柵………………….....19
3-3 陣列波導光柵中平坦化的形成……………………………….22
3-4 設計多模干涉(MMI)為輸入波導來達成平坦化頻譜………..23
第四章 一維光子晶體原理和分析………………………………….31
4-1 推導轉換函數………………………………………………….31
4-2 布魯斯理論…………………………………………………….34
4-3 計算穿透和反射率…………………………………………….35
4-4 等距、漸變和隨機寬度的一維光子晶體.……………………36
4-5 一維光子晶體濾波器………………………………………….44
第五章 結論及未來規劃……………………………………………48
參考資料……………………………………………………………....49
圖目
圖2.1 陣列波導光柵元件結構圖……………………………………4
圖2.2 羅倫圓弧結構圖………………………………………………5
圖2.3 輸入輸出星型耦合器示意圖…………………………………7
(a) 輸入星型耦合器
(b) 輸出星型耦合器
圖2.4 自由頻譜範圍…………………………………………………9
圖2.5 陣列波導光柵之傅利葉分析…………………………………10
圖2.6 傅立葉分析星型耦合器………………………………………10
圖3.1 通道光波導的結構圖…………………………………………12
圖3.2 氮氧化二矽波導製作流程圖…………………………………13
圖3.3 平面波導結構圖………………………………………………15
圖3.4 歸一化折射率與歸一化頻率關係圖…………………………17
圖3.5 有效折射率分析法結構圖……………………………………18
圖3.6 …………………………………21圖3.7 1 32 AWG輸出頻譜…………………………………………
圖3.8 串音的定義圖…………………………………………………22
圖3.9 高斯函數和方形函數的比較…………………………………23
圖3.10多模干涉為陣列波導光柵的輸入端………………………
圖3.11 ………………………………24
圖3.12 ……………………………………25
圖3.13 …………………………………26
圖3.14 輸出頻譜平坦化比較………………………………………
實線:輸入端加上多模干涉
虛線:輸入端未加上多模干涉
圖3.15 歸一化距離與 關係圖……………………………………
圖3.16 輸出頻譜平坦化比較………………………………………
實線:輸入端加上多模干涉補償
虛線:輸入端加上多模干涉
圖4.1 ……………………………………………
圖4.2 一維光子晶體結構圖………………………………………
(a) 等距寬度光子晶體
(b) 漸變寬度光子晶體
(c) 隨機寬度光子晶體
圖4.3 穿透率與歸一化頻率關係TE波…………………………
(a) 等距寬度光子晶體
(b) 漸變寬度光子晶體
(c) 隨機寬度光子晶體
圖4.4 穿透率與歸一化頻率關係TM波……………………………39
(a) 等距寬度光子晶體
(b) 漸變寬度光子晶體
(c) 隨機寬度光子晶體
圖4.5 等距寬度光子晶體……………………………………………41
(a) TE 波
(b) TM波
圖4.6 漸變寬度光子晶體……………………………………………42
(a) TE 波
(b) TM 波
圖4.7 隨機取樣寬度光子晶體………………………………………43
(a) TE 波
(b) TM 波
圖4.8 等距寬度加上漸變寬度的光子晶體…………………………46
(a) TE 波
(b) TM 波
圖4.9 等距寬度加上隨機寬度的光子晶體………………………
(a) TE 波
(b) TM 波
表目
表 3.1模擬1 8參數表………………………………………………20
表 …………………………………………20
表 3.3輸入為單根波導和輸入為1 2 多模干涉的輸出頻譜比較表………………………………………………………………………27
表 3.4輸入為1 2多模干涉和多模干涉加上 的輸出頻譜比較表………………………………………………………………………30
表 4.1 三種不同結構的光子晶體寬度表……………………………40
表 4.2光子晶體濾波器寬度表………………………………………44
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指導教授 欒丕綱、李清庭
(Pi-Gang Luan、C.T. Lee)
審核日期 2003-7-9
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