絕熱式光方向耦合器之快速最佳化設計與分析(I); The Fast Optimization and Analysis of Adiabatic Directional Couplers(I)

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Title:	絕熱式光方向耦合器之快速最佳化設計與分析(I);The Fast Optimization and Analysis of Adiabatic Directional Couplers(I)
Authors:	陳奇夆
Contributors:	機械工程系
Keywords:	全域型演算法;絕熱式光方向耦合器;最佳化;光電工程
Date:	2007-07-01
Issue Date:	2010-12-21 16:23:54 (UTC+8)
Publisher:	行政院國家科學委員會
Abstract:	本計劃欲利用全域型演算法來設計製作絕熱式光方向耦合器(Adiabatic Directional Couplers)，盼能藉由全域型演算法獲得最佳化設計、減少設計時間以及降低製程與檢測實驗所需的成本。近年來光纖通信應用越來越受到重視，不論是光纖通信的系統上、光纖儀器或者數據傳輸區域網路，耦合器都是一種重要且不可缺少的元件。當兩個不同的通信用戶想同時傳送與接收訊號時，最直接的想法就是架上兩條線路，但現在使用耦合器後一條線能容納雙向兩個信息，如此使用光纖通信上更具經濟效益。傳統耦合器均是以設計者使用模擬軟體設計，其設計參數往往因為設計者的不同而有所不同無法達成最佳化，而且花費的時間也較長，所以本計畫打算以田口式穩健設計(Taguchi Methods, TM)、類神經演算法(Artificial Neural Networks Algorithms, ANNA)和基因演算法(Genetic Algorithms, GA)三種基本架構發展出針對耦合器的長度、能量損失與頻寬作其快速優化設計。在大區域的收尋中將應用田口式穩健設計作為理論基礎，而定區域之收尋則以類神經演算法與基因演算法理論來實現。耦合器基礎設計參數將應用田口式穩健設計理論，而基礎參數設計完成後則以類神經演算法與基因演算法加入田口式穩健設計中幫助其快速收歛獲得最佳設計參數，盼能發展出長度短、干擾小與頻寬大的絕熱式光方向耦合器，並且利用上述演算法設計完成後由製程製作並且檢驗。本計劃研究為期三年，第一年以微波理論為基礎，建立分析絕熱式光方向耦合器的數學模式，利用田口式穩健設計與類神經演算法考慮干擾的影響會使光波產生偏振現象降低耦合器的靈敏度，並配合光波導原理來完成改善串擾的容限，進而找出最理想的輪廓與耦合長度的範圍內來達成完全耦合狀態與參數。第二年將利用基因演算法與混合(Hybrid)演算法，結合田口式穩健設計的優點特性以獲得最佳性能及強健性，並比較出所發展的演算法對耦合器之串擾值、元件長度和頻寬的影響。第三年將利用前兩年所獲得之耦合器的設計參數實際利用微機電製程加工製作耦合器與檢驗，並將設計模擬結果與實際製程檢驗結果作其比較，並期望能應用到實際的光纖通訊系統上。研究期間：9508 ~ 9607
Relation:	財團法人國家實驗研究院科技政策研究與資訊中心
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