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研究生: 謝光前
論文名稱: 一分三十二之多模干涉分光器之研究
指導教授: 王立康
口試委員:
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: 2007
畢業學年度: 95
語文別: 中文
論文頁數: 54
中文關鍵詞: 波導,分光器,彎曲損失
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  • 由於積體光學元件(Integrated Optic Components)的蓬勃發展,因此如何在矽(Si)基板上面來設計光學元件便成為當今熱門研究。由於目前一分三十二
    (1×32)波導分光器漸漸變成PON(Passsive Optical Network)接取網路(Access Network)系統中熱門的元件,吾人有積極研究開發的必要。但傳統的一分三十二波導分光器長度偏長導致成本過高(其原因為單晶片上的製作數目有限,無法達到量產),所以我們想利用傾斜波導來縮短傳統的一分三十二波導分光器長度。因此,我們在此先利用目前最具可信度的BPM(Beam Propagation Method)光學模擬軟體來模擬出單模波導的尺寸規格,並以此單模波導來設計1×32 MMI (Multimode interference )分光器,並探討單根ARC之不同曲率半徑及角度所造成的分光損失(excess loss),並針對這些損失來著手改善,以期能設計出長度能縮短且損失不高於傳統的1×32 分光器。
    本論文的主要架構是第二章波導理論,第三章是模擬分析,第四章結論。第二章一開始是先介紹波導的基本結構和光傳導的條件,接下來就是有關平板波導(slab waveguide)和多模干涉(MMI)的理論,還有一些光束傳播法的簡介及基本原理。第三章是模擬分析我們會先分析單模通道波導的操作範圍,以及彎曲波導對曲率半徑和角度的損耗分析,接下來就是整個模擬架構的分析。我們會先設計一個傳統的1×32MMI分光器,然後在以傾斜波導所設計的架構去做比較。最後第四章則是結論。


    Chapter 1 緒論……………………………………………………… 1 Chapter 2 理論與原理……………………………………………… 5 2-1 波導理論………………………………………………………………… 5 2-1-1 波導結構與種類………………………………………………… 5 2-1-2 波導傳輸件…………………………………………………… 6 2-1-3平板波導(Slab waveguide)理論………………………………8 2-2 多模干涉(MMI)原理……………………………………………………12 2-2-1多模波導(Multi mode waveguide)…………………………… 12 2-2-2 傳播常數(Propagation constant)…………………………….. 12 2-2-3 導播模態傳播分析(Guided-Mode Propagation Analysis)…14 2-2-4一般干涉(General Interference) ………………………… 15 2-2-5 限制干涉(Restricted Interference)……………………… 16 2-3 光束傳播法……………………………………………………… 20 2-3-1 光束傳播法簡介 …………………………………………………20 2-4 彎曲波導…………………………………………………………………21 Chapter 3 模擬分析…………………………………………………23 3-1模態分析 …………………………………………………………………23 3-2彎曲波導損耗分析 ………………………………………………………28 3-3 1×32MMI分光器之模擬設計………………………………………………30 3-4 傾導波導 …………………………………………………………………34 3-4-1估計 ………………………………………………………………34 3-4-2 第一級1×4MMI分光器模擬分析…………………………………38 3-4-3 第二級1×8MMI分光器模擬分析………………………………41 3-4-4 1×32MMI分光器比較分析………………………………………48 Chapter 4 結論 ………………………………………………………52 Chapter 5 參考文獻 …………………………………………………53

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