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研究生: 楊宗翰
Yang, Tsung-Han
論文名稱: 矽微環型共振腔量測分析
Analysis on the measurement of silicon microring
指導教授: 趙煦
Chao Shiuh
口試委員: 陳永睿
陳至信
學位類別: 碩士
Master
系所名稱: 電機資訊學院 - 光電工程研究所
Institute of Photonics Technologies
論文出版年: 2011
畢業學年度: 100
語文別: 中文
論文頁數: 97
中文關鍵詞: 矽微環型共振腔光學損耗
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  • 本篇論文主要在SOI基板上製作矽微環型共振腔之被動元件,波導總高度為0.25μm,波導寬度為0.5μm,脊型波導肩膀高度為0.05μm,屬於單模態條件,元件主要在國家奈米元件實驗室,利用0.35μm半導體標準製程所製作,利用Elionix E-beam(ELS7500電子束直寫系統)曝光,由於是利用Gaussian beam單點式曝光方式,所以在定義環型波導時有較好的邊線,可以減少量測時的光學損耗,本論文針對不同半徑與間隙下量測其光學參數,最高Q factor可以達到65516,在半徑5μm條件下,環型共振腔光學損耗為0.09dB/turn以下,這些結果可做為未來製作主動元件參考之用。


    摘要 ………………………………………………………………. i 誌謝 ………………………………………………………………. ii 目錄 ………………………………………………………………. iii 表目錄 ……………………………………………………………. vi 圖目錄 ……………………………………………………………. xi 第一章 導論 ……………………………………………………... 1 1.1 前言 ……………………………………………………… 1 1.2 論文內容概述 …………………………………………… 2 第二章 環型共振腔基本理論與光學損耗來源 ………………... 3 2.1 環型共振腔基本理論分析 …………………………….. 3 2.1.1 理論公式推導 …………………………………. 3 2.1.2 臨界耦合條件 …………………………………. 7 2.1.3 Free spectral range ………………………... 8 2.1.4 Quality factor Q ……………………………. 9 2.1.5 小結 ……………………………………………. 10 2.2 環型共振腔單模條件 ………………………………….. 12 2.3 光學損耗來源 ………………………………………….. 14 2.3.1 散射損耗 ………………………………………. 14 2.3.2 吸收損耗 ………………………………………. 16 2.3.3 輻射損耗 ………………………………………. 18 第三章 製作流程與試片準備 …………………………………... 21 3.1 元件結構與佈局 ……………………………………….. 21 3.2 元件製程步驟 ………………………………………….. 24 3.3 製程結果與理論結果做比較 ………………………….. 28 3.3.1 電子顯微鏡照片 ………………………………. 28 3.3.2 製程結果與理論結果之間隙差異 ……………. 36 3.4 量測前試片準備 ……………………………………….. 40 3.4.1 試片切割 ………………………………………. 40 3.4.2 研磨與清洗 ……………………………………. 41 3.4.3 鍍上抗反射膜 …………………………………. 45 第四章 環型共振腔之光學特性分析 …………………………... 47 4.1 保偏光纖極化確認 …………………………………….. 47 4.1.1 量測架構與方法 ………………………………. 47 4.1.2 量測結果 ………………………………………. 48 4.2 環型共振腔參數求得方法 …………………………….. 50 4.2.1 Fitting function ……………………………. 50 4.2.2 Fitting方法與流程 ………………………….. 51 4.3 環型共振腔量測結果與討論 ………………………….. 62 4.3.1 針對相同半徑不同間隙下的情況 ……………. 62 4.3.2 針對不同半徑相同間隙下的情況 ……………. 90 第五章 結論與未來展望 ………………………………………... 94 5.1 結論 …………………………………………………….. 94 5.2 未來展望 ……………………………………………….. 94 參考文獻 …………………………………………………………. 96

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