平面光波導中之折射式元件與系統

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姓名

錢德豪(De-Haw Chien) 查詢紙本館藏

畢業系所

光電科學研究所碩士在職專班

論文名稱

平面光波導中之折射式元件與系統
(Refractive elements and systems on planar waveguide)

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摘要(中)

論文摘要
本文為積體光學的應用之一，運用半導體製程技術，在以矽為基板，SiO2/Glass/Air為平面光波導 (Planar Waveguide) 的結構中，架設以折射式光學元件 (Refractive Optical Elements，ROEs) 為主的系統。
製程時我們先在矽基板上成長一層2μm厚的氧化矽作為緩衝層(Buffer Layer)，再以1μm厚、高折射率 (n=2) 、高透光率的氮化矽作為系統元件之材料，最後再鋪上一層與元件相同厚度的玻璃材料，折射率為1.53，以SiO2/Glass/Air構成我們的平面波導結構。量測時，我們以He-Ne雷射 (λ=632nm) 透過單模光纖直接耦合入2mm寬的平面波導 (Planar Waveguide) 中的光學系統，由固態浸沒式系統 (Solid Immersion Lens，SIL) 得到小於 0.7μm的聚焦點；且由分光鏡 (Beam Splitter) 的作用，得到清晰的分光效果。
透過本文階段性的成果，我們證明折射式光學元件在平面波導中，是可行的。將來若以平面波導為光學平台、運用半導體製程技術製作，並結合折射式與繞射式光學元件組成系統，則大量快速製造高品質，多功能且輕、薄、短小的光學系統，將指日可待。

關鍵字(中)

★ 固態浸沒式透鏡
★ 平面光波導
★ 折射式元件

關鍵字(英)

★ ROEs
★ waveguide
★ SIL

論文目次

目錄
論文摘要…………………………………………………………………Ⅰ
目錄………………………………………………………………………Ⅱ
圖表索引…………………………………………………………………Ⅳ
第一章序論……………………………………………………………1
第二章基本原理………………………………………………………5
2.1 平面光波導…………………………………………………………5
2.2 固態浸沒式透鏡………………………………………………….12
2.3 分光鏡…………………………………………………………….16
第三章設計與模擬………………………………………………….22
3.1 平面光波導的結構……………………………………………….22
3.2 元件與系統……………………………………………………….25
3.3 光罩製作………………………………………………………….32
第四章元件與系統之製作………………………………………….37
4.1 製程概述………………………………………………………….39
4.2 製程機台介紹…………………………………………………….45
4.3 製程詳述………………………………………………………….46
第五章系統量測…………………………………………………….59
5.1 量測系統的建立………………………………………………….59
5.2 樣品的準備……………………………………………………….61
5.3 光纖耦合入射…………………………………………………….62
5.4 系統上視圖的拍攝……………………………………………….63
5.5 系統輸出端成像………………………………………………….65
5.6 聚焦點大小的量測……………………………………………….67
第六章結論與展望………………………………………………….69
Reference……………………………………………………………….71
附件………………………………………………………………………74

參考文獻

參考文獻
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指導教授

張正陽(Jeng-Yang Chang)

審核日期

2003-7-9

推文