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研究生： 李浩群
Hau-Chiun Li
論文名稱： 一維光子晶體在高密度多工分波系統中解波多工分波器的設計與應用
Design and Application of 1-D Photonic Crystal for De-multiplexing in DWDM System
指導教授： 趙 煦
Shiuh Chao
口試委員:
學位類別： 碩士
Master
系所名稱： 電機資訊學院 - 電機工程學系
Department of Electrical Engineering
論文出版年： 2004
畢業學年度： 92
語文別： 中文
論文頁數： 64
中文關鍵詞： 光子晶體 、超稜鏡現象 、薄膜設計 、高密度多工分波器
外文關鍵詞： Photonic Crystal, Superprism, Thin film, De-multiplexing
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    • 本篇論文主旨在介紹一維光子晶體結構內的超稜鏡效應(Superprism effect)，探討改變各項設計參數後將對此超稜鏡現象有何影響，並分別比較無限層數之一維光子晶體和有限層數之一維光子晶體的結果有何不同，進而模擬設計製作一可應用在光纖通訊波段範圍的分光元件。
    第一章：簡介現有的多工分波器的元件，並介紹光子晶體概念，進而引入並簡單介紹超稜鏡現象，最後利用一維光子晶體禁止能隙邊緣(band edge)超稜鏡現象的概念設計一分波多工器。
    第二章：由無限層光子晶體的色散關係分析開始，推導出空間位移對應波長變化的關係，利用此分析原理描述一維光子晶體內超稜鏡現象的存在與情形。
    第三章：由傳輸矩陣法分析一有限層結構之一維光子晶體，進而比較且探討有限層數結構與無限層數結構之結果的差異，並利用光學分析軟體BPM、FDTD，成功驗證有限層結構空間位移隨波長變化的結果。
    第四章：利用自行撰寫以有限層傳輸矩陣法為基礎的數學程式，分析數種不同的薄膜結構，利用此程式在1530nm-1560nm波段一設計線性變化的空間位移。
    第五章：結論程式並完全發展成熟，未來可望透過已有薄膜設計之理論，加入可設計最佳化結構的參數，進而設計出一吾人所希望的空間位移(Spatial shift)分佈。目前尚待實做出可量測之設計元件並驗證各種結構之模擬結果與實際量測結果是否吻合。

    第1章 序論 1 1.1 近代的MUX/DEMUX元件介紹 1 1.2 以一維光子晶體做分光元件 3 1.2.1 簡介光子晶體 3 1.2.2 光子晶體的superprism效應 5 1.2.3 在一維光晶體中Superprsim的現象 6 第2章 無限層理論分析 8 2.1 無限層的光子晶體理論計算 8 2.1.1 無限層一維光子晶體的色散關係 8 2.1.2 色散關係在光子晶體中的物理意義 10 2.1.3 k-surface 13 2.1.3.1 兩種不同介質的k-surface 13 2.1.3.2 光子晶體的k-surface 15 2.1.4 一維光子晶體的空間位移(spatial shift) 16 2.1.4.1 由色散關係推導出空間位移與波長的關係 16 2.1.4.2 定義空間位移 18 2.1.4.3 無限層結構TE&TM 穿透率，等效折射角，空間位移的關係 19 2.2 討論 23 第3章 有限層光子晶體的理論分析 24 3.1 由傳輸矩陣法導出空間位移 24 3.1.1 簡介傳輸矩陣法 24 3.1.2 傳輸矩陣法與空間位移的關係 27 3.2 以傳輸矩陣法模擬的結果 29 3.2.1 有限層光子晶體的結果 29 3.2.1.1 穿透率與空間位移的關係 29 3.2.1.2 層數不同的比較 33 3.2.2 無限層與有限層光子晶體結果的比較 34 3.2.3 討論無限層結構與有限層結構結果的差異 34 3.3 以BPM模擬高斯光束 36 3.3.1 簡介R-soft 36 3.3.2 大beam size的結果 37 3.3.3 小beam size的結果 40 3.4 以fdtd模擬一維光子晶體 42 3.4.1 fdtd模擬中time monitor的設置與量測 42 3.4.2 比較FDTD法模擬空間位移結果與模擬無限層週期性結構空間位移結果的差異 44 3.4.3 以origin fit後的結果 45 3.5 討論 47 第4章 線性空間位移的設計 48 4.1 對稱膜堆 48 4.2 共振腔結構Cavity structure (HL)^4(21.3L)(HL)^13 52 4.3 漸變式膜堆Chirp structure 53 4.4 組抗匹配膜堆Impedance match Bragg stack 54 4.5 設計在1550nm可應用的分光元件 56 4.5.1 TiO2-SiO2□總膜厚L＝14.1umλB=1362nm 57 4.5.2 Ta2O5-SiO2□L＝14.9um□fB=1410nm 58 4.5.3 Si-air□L＝10.7um□fB=1100nm 59 4.6 設計結果討論 60 第5章 結論與未來展望 62 5.1 結論 62 5.2 未來展望 63 參考文獻 64

    【1】http://ab-initio.mit.edu/photons/tutorial/
    【2】Haifeng Li “WDM photonic Integrated Circuits Using Phased-Array Waveguide Grating Multi/Demultiplexers” Department of CS and EE University of Maryland Baltimore County
    【3】安捷倫科技”光纖通訊基礎簡介”/祁子年
    【4】 http://ab-initio.mit.edu/photons/tutorial/
    【5】趙雅芝,”淺談光子晶體” 物理雙月刊二十一卷四期,1998
    【6】Hideo Kosaka, Takayuki Kawashima, Akihisa Tomita, Masaya Notomi,Toshiaki Tamamura, Takashi Sato, and Shojiro Kawakami,” Superprism Phenomena in Photonic Crystals:Toward Microscale Lightwave Circuits” JOURNAL OF LIGHTWAVE TECHNOLOGY, VOL. 17, NO. 11, NOVEMBER 1998
    【7】Hideo Kosaka, Takayuki Kawashima, Akihisa Tomita, Masaya Notomi,Toshiaki Tamamura, Takashi Sato, and Shojiro Kawakami,” Superprism Phenomena in Photonic Crystals:Toward Microscale Lightwave Circuits” JOURNAL OF LIGHTWAVE TECHNOLOGY, VOL. 17, NO. 11, NOVEMBER 1999
    【8jPochi Yeh, Amnon Yariv, et al., J. Opt. Soc. Am., Vol.67,p423 (1977).
    【9】陳逸中,清華大學碩士論文,2003
    【10】H.A. Macleod, “Thin-Film Optical Filters.2nd ed
    【11】Martina Gerken 2003, “wavelength multiplexing by spatial beam shifting
    multilayer structures” Sdanford university for the degree of doctor of philosophy
    【12】劉鎧銘 清華大學碩士論文,2004
    【13】Rsoft,“BeamPROP™/FullWAVE™Training Seminar”
    【14】Rsoft,” BeamPROP™/FullWAVE™ Menu”2002
    【15】李正中,”薄膜光學與鍍膜技術” 藝軒出版社,1999
    【16】G. Lenz and C. K. Madsen, “General optical all-pass filter structures for dispersion
    control in WDM systems,” J. Lightw. Techn., 17/7, 1248-1254 (1999).
    【17】G. Lenz and C. K. Madsen, “General optical all-pass filter structures for dispersion
    control in WDM systems,” J. Lightw. Techn., 17/7, 1248-1254 (1999).
    【18】H. A. MacLeod, Thin-Film Optical Filters, Institute of Physics Publishing,
    Philadelphia (2001).
    【19】N. Matuschek, F.X. Kärtner, and U. Keller, “Exact Coupled-Mode Theories for
    Multilayer Interference Coatings with Arbitrary Strong Index Modulations,”
    IEEE J. Quantum Electron., 33/3, 295-302 (1997).
    【20】P. Tournois and P. Hartemann, “Bulk chirped Bragg reflectors for light pulse
    compression and expansion,” Opt.Commun. 119, 569-575 (1995).
    【21】N. Matuschek, F.X. Kärtner, and U. Keller, “Theory of Double-Chirped
    IEEE J. Select. Topics Quantum Electron., 4/2, 197-208 (1998).

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