多光束繞射光學元件應用在DVD光學讀取頭之設計

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姓名

陳科順(Ke-Shun Chen) 查詢紙本館藏

畢業系所

光電科學與工程學系

論文名稱

多光束繞射光學元件應用在DVD光學讀取頭之設計

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摘要(中)

研究方法及進行步驟:
一、初階設計
1.由DVD碟片上之軌和軌問的距離，計算光柵的週期。
2.加入原有光學讀取頭的鏡面資料，利用傅氏光學和幾何光學之原理計算繞射光學元件的位置。
3.利用傅氏光學的繞射純量理論計算符合需求的光柵外型。
二、電腦輔助設計
1.把繞射光學元件初步計算出的參數和讀取頭的鏡面資料帶入光學設計軟體(ZEMAX ,Optical Design Program)。調整繞射光學元件的參數，使各階繞射光束聚到正確的位置。
2.利用繞射光學分析軟體(G-solver)調整繞射光學元件中的光柵深度和幾何形狀，將其幾何形狀二階元化。由模擬結果找到能量分佈達到要求之最佳光柵幾何結構。
三、元件的量測與分析
1.利用半導體製程技術製作所設計之繞射光學元件。
2.分析所製作之繞射元件的光學品質，並驗證各階繞射光的射效率和聚焦位置是否達到要求。

關鍵字(中)

★ 繞射光學元件
★ 達曼光柵
★ 相位光柵

關鍵字(英)

★ DVD

論文目次

摘要……………………………………………………………… I
致謝………………………………………………………………II
目錄………………………………………………………………III
圖索引………………………………………………………………V
表索引………………………………………………………………VIII
一、緒論……………………………………………………………1
1.1 繞射光學元件的發展與特性………………………………1
1.2 論文大綱與架構……………………………………………3
二、繞射光學元件理論分析………………………………………5
2.1 向量繞射理論………………………………………………5
2.2 純量繞射理論………………………………………………11
2.3 向量繞射理論和純量繞射理論之比較……………………13
2.4 繞射角度的計算……………………………………………14
三、相位傅氏光柵…………………………………………………16
3.1 二位元相位傅氏光柵………………………………………17
3.2 多重相位傅氏光柵…………………………………………21
四、設計方法………………………………………………………23
4.1 系統要求……………………………………………………23
4.2 設計流程……………………………………………………26
4.3 設計結果分析………………………………………………34
五、製作與驗證……………………………………………………41
5.1 微光學元件製作方法………………………………………41
5.2 元件量測……………………………………………………44
5.3 分析與驗證…………………………………………………47
六、結論……………………………………………………………53
參考文獻……………………………………………………………54
中英文名詞對照表…………………………………………………55

參考文獻

1.D. Gabor, “A new microscope principle,” Nature 161, 777 (1948).
2.B. R. Brown and A. W. Lohmann, “Complex spatial filtering with binary masks,” Appl. Opt. 5, 967-969 (1966).
3.M.G.Moharam and T.K.Gaylord, “Rigorous coupled-wave analysis of planar-grating diffraction,” J. Opt. Soc. Am. 71, 811-818 (1981).
4.M.G.Moharam and T.K.Gaylord, “Diffraction analysis of dielectric surface-relief gratings,” J. Opt. Soc. Am. 72, 1385-1392 (1982).
5.Joseph W. Goodman, Introduction to Fourier Optics, McGraw Hill, New York (1996).
6.H. Dammann and K. Görtler, “High-efficiency in-line multiple imaging by means of multiple phase hologram,” Opt. Comm. 3, 312-315 (1971).
7.Joseph N. Mait, “Design of binary-phase and multiphase Fourier gratings for array generation,” J. Opt. Soc. Am. 7, 1514-1528 (1990).
8.L. B. Lesem, P. M. Hirsch, and J. A. Jordan, Jr., “The kinoform: A new type wavefront reconstruction device.” IBM J. Res. Dev. 13, 150-155 (1969).
9.施錫富，全像光學元件在光學讀取頭上應用之研究，國立中央大學光電所碩士論文，中華民國八十八年。
10.李肇浩，達曼光柵之設計與分析，國立中央大學光電所碩士論文，中華民國八十年。
11.Stenfan Sinzinger and Jürgen Jahns, Microoptics, Wiley-VCH, New York, 37-77 (1999).
12.H. P. Herzig, Micro-optics, Taylor & Francis, London, 53-63 (1997).

指導教授

孫慶成(Ching-cherng Sun)

審核日期

2000-6-29

推文