博碩士論文 91226006 詳細資訊


姓名 柯育甫(Yu-Fu ke)  查詢紙本館藏   畢業系所 光電科學與工程學系
論文名稱 自由空間堆疊式微光學系統與光學讀取頭
(Free Space Stacked Micro Optical System and Optical Pickup head)
檔案 [Endnote RIS 格式]    [Bibtex 格式]    [檢視]  [下載]
  1. 本電子論文使用權限為同意立即開放。
  2. 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。
  3. 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) 本論文利用現有半導體製程技術與微光機電製程技術,製作矽基堆疊式微光學元件,應用於微型化光學讀取頭,使其簡單化、微小化及積體化。本光學讀取頭包含650nm雷射二極體、45o反射面鏡、光柵、全像光學元件與Fresnel lens等,以自由空間堆疊方式整合各光學元件,以達到將光束聚焦於光碟片上,並產生接近繞射極限的聚焦點,同時以三光束法與像散法產生聚焦及循軌誤差訊號,由光偵檢器接收其光訊號。
在各光學元件的製程方面,自由空間矽基堆疊式光學元件是利用低壓化學氣相沉積(LPCVD)的方法,在單晶矽基板上沉積低應力氮化矽薄膜,利用感應耦合電漿蝕刻機(ICP) 以乾式蝕刻的方式,控制氮化矽蝕刻的輪廓和深度;並以氮化矽薄膜作為保護層,利用氫氧化鉀水溶液以濕式蝕刻單晶矽的方法製作光通道。本光學系統採用半導體製程技術製作,因此可以整批大量製造來降低製造成本,以表面微加工技術與體型微加工技術來縮小系統尺寸、減輕系統重量。
關鍵字(中) ★ 微光學系統
★ 光學讀取頭
關鍵字(英) ★ micro optical system
★ optical pickup head
論文目次 目 錄
論文摘要 I
目錄 II
圖索引 III
表索引 IX
第一章 緒論 1
1-1 光學讀取頭 2
1-2 微型化讀取頭的類別 3
1-3 結論 7
第二章 自由空間堆疊式微光學元件與系統 11
2-1 光學讀取頭之聚焦與循軌 11
2-2 繞射理論簡介 12
2-3 光柵 14
2-4 Fresnel lens 16
2-5 全像光學元件 18
2-6 自由空間堆疊型微光學讀取頭 20
第三章 微光學元件之製作 26
3-1 微光學元件之製作流程 26
3-2 薄膜沉積 28
3-3 微影製程 30
3-4 蝕刻製程 34
第四章 微光學元件量測與封裝 53
4-1 SiNx光柵量測 53
4-2 SiNxHy光柵量測 54
4-3 全像光學元件量測 55
4-4 非球面Fresnel lens量測 56
4-5 光學系統組裝 57
4-6 光學讀取頭系統量測 59
第五章 結論 67
參考資料 68
參考文獻 [1] M. Edward Motamedi, “Micro-Opto-Electro-Mechanical Systems”, Opt. Eng., 36, pp.1280-1281, 1997.
[2] 施錫富, “全像光學元件在光學讀取頭上應用之研究”, 1999.
[3] S. Ura, T. Suhara, H. Nishihara, and J. Koyama, “An Integrated-optic Disk Pickup Device”, J. of Lightwave Tech., Vol. LT-4, No.7, p.913, 1986.
[4] T. Shiono and H. Ogawa, “Planar-optic-disk Pickup with Diffractive Micro-optics”, Appl. Opt., Vol.33, No.31, p.7350, 1994.
[5] Hans Peter Herzig, “Micro-optics”, Taylor and Francis, 179-198.
[6] L. Y. Lin, J. L. Shen, S. S. Lee, and M. C. Wu, “Realization of novel monolithic free-space optical disk pickup heads by surface micromachining”, Opt. Lett., 21, pp.155-157, 1996.
[7] 李金萍, “極化繞射元件在高密度光學讀取頭上之應用研究”, 26-27, 2000 .
[8] M. Bass, “Handbook of Optics II”, Chapter 7, 1995.
[9] L. d’AURIA, “Photolithographic Fabrication of Thin Film Lenses, Optics Communications”, Vol.5, No.4, pp.232-235, 1972.
[10] Wai-Hon Lee, “Holographic optical head for compact disk applications”, Opt. Eng., Vol.28, No.6, pp.232-235, 1989.
[11] 莊達仁, “ VLSI 製造技術”, 2002.
[12] J. Bhardwaj, H. Ashraf, J. Hopkins, I. Johnston, S. McAuley, S. Hall, G. Nicholls, L. Atabo, A. Hynes, C. Welch, A. Barker, B. Gunn, L. Lea, E. Guibarra, S. Watcham, “Advances in High Rate Silicon and Oxide Etching using ICP.”
[13] J. Kiihamaki, H. Kattelus, J. Karttunen, S. Franssila, “Depth and profile control in plasma etched MEMS structure”, Sensors and Actuators, 82, 234-238, 2000.
[14] Masafumi Ito, Kiyoshi Kamiya, Masaru Hori, and Toshio Goto, “Substrute reactions of Silicon nitride in a highly selective etching process of silicon oxide over silicon nitride”, J, of Appl. Phy., Vol.91, No.5, pp.3452-3458, 2002.
[15] R. Ramesham, C. D. Ellis, J. D. Olivas, S. Bolin, “Fabrication of diamond membrances for MEMS using reactive ion etching of silicon”, Thin Solid Films 330, pp.62-66, 1998.
[16] Marc Madou, Fundamentals of microfabrication, CRC Press, “Wet Bulk Micromachining”, pp.145-215, 1997.
[17]J. T. Sheu, K. S. You, C. H. Wu, and K. M. Chang, “Optimization of KOH Wet Etching Process in Silicon Nitride Nanofabrication”, IEEE Nano, 29, pp.213-217, 2001.
[18] R. M. Tiggelaar, T. T. Veenstra, R. G. P. Sanders, J. G. E. Gardeniers, M. C. Elwenspoek, A. Van and Berg, “A light detection cell to be used in a micro analysis system for ammonia”, Talanta 56, pp.331-339, 2002.
[19] Masayuki Sekimura, “Method for manufacturing a functional device by forming 45-degree surface on (100)silicon” , Patent No.:US 6,417,107 B1, 9, 2002.
[20] Irena Zubel, Malgorzata Kramkowska, “The effect alcohol additives on etching characteristics in KOH solutions, Sensors and Actuators A 101, 225-261, 2002.
指導教授 張正陽(Jeng-Yang Chang) 審核日期 2004-7-9
推文 facebook   plurk   twitter   funp   google   live   udn   HD   myshare   reddit   netvibes   friend   youpush   delicious   baidu   

若有論文相關問題,請聯絡國立中央大學圖書館推廣服務組 TEL:(03)422-7151轉57407,或E-mail聯絡