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研究生: 邱文彥
Wen-Yan Chiou
論文名稱: 以傾斜佈置之ㄧ分八分光器之模擬設計
指導教授: 王立康
Li-Karn Wang
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: 2006
畢業學年度: 94
語文別: 中文
論文頁數: 56
中文關鍵詞: 分光器波導多模干涉傾斜
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  • 摘要
    全球資訊通信基礎建設(GII:Global Information Infrastructure)的熱潮與網際網路(Internet)的風行,帶動諸如有線電視、遠距教學、遠距醫療及視訊會議等高速寬頻網路服務,3C(Computer,Communication,Consumer Electronics)整合及多媒體應用的趨勢更突顯出網路光纖化的重要性、迫切性與必然性,光通訊已成為通訊領域的一大主流。從長途的電信傳輸到網際網路與多媒體通訊,高頻寬、低損失與傳輸時不受電磁波干擾的光纖通訊方式漸漸受到重視。因此,光
    纖通訊快速的成長,取代了部分傳統以銅線傳輸的通訊方式。
    半導體製程技術突飛猛進之下,帶動先進的製程不斷的量產問世,可大量生產、小體積降低成本的優勢下,使得先進的製程技術衝擊了各個領域的產業,然而當光通訊產業遇上了先進製程技術時,積體光學元件(Integrated-optic components)就順應而生了。
    本論文主要在探討是如何改良本實驗室的鮑則源包學長的的研究論文「在矽晶圓上沉積二氧化矽之ㄧ分八分光器的模擬設計與製作」當中的利用多模干涉理論所設計一分八分光器,對於其中一分八MMI分光器都採用總共有七個一分二MMI分光器,將一分八分光器分成三級,每一級由一到數個一分二MMI分光器所組成,使得一分八分光器其元件總長度在13000um。
    因此以縮短一分八分光器元件總長度為研究方向之前提下,以傾斜配置法來佈置一分二MMI分光器在一分八分光器內的位置與角度,使一分八分光器元件總長度縮短一半為研究重心。
    模擬時,首先採用目前較具有公信力的BPM(Beam propagation method)光學模擬軟體來模擬出單模波導的尺寸規格,利用單模波導來著手設計一分二MMI光器並探討不同曲率半徑(Arc radius)所造成的彎曲損耗(Bending loss),之後利用一分二MMI光器來組成一分八MMI光器,最後來比較以傾斜佈置一分八光器的分光效率與均勻度。


    目 錄 Chapter 1 緒論…………………………………………………………1 Chapter 2 理論與原理………………………………………………………4 2-1 平板波導(Slab waveguide)理論…………………………………4 2-2 多模干涉(MMI)原理…………………………………………………7 2-2-1 傳播常數(Propagation constant)………………………………7 2-2-2 導播模態傳播分析(Guided-Mode Propagation Analysis)……9 2-2-3一般干涉(General Interference)……………………………11 2-2-4 限制干涉(Restricted Interference)…………………………13 Chapter 3 波導模態與彎曲損耗分析………………………………16 3-1模態分析 …………………………………………………………………16 3-1-1材料參數……………………………………………………………16 3-1-2模態分析…………………………………………………………17 3-2彎曲波導損耗分析 ……………………………………………………18 3-3 MMI分光器之模擬設計 ………………………………………21 Chapter 4 1X8分光器模擬與設計 ………………………24 4-1 第一級 MMI分光器模擬分析 ……………………………………24 4-2 第二級 MMI分光器模擬分析 ………………………………………29 4-3 第三級 MMI分光器模擬分析 ………………………………………35 4-4 分光器分光均勻度之設計與改善…………………………………43 4-5 比較非傾斜佈置與傾斜佈置ㄧ分八分光器之分光效率………………47 Chapter 5 結論…………………………………………………………………52 Chapter 6 參考文獻……………………………………………………………55

    參 考 文 獻
    [1]Hiroshi Nishihara, Masamitsu Haruna, Toshiaki Suhara,”Optical integrated circuits,” McGraw-Hill international editions, 2001
    [2]Richard Syms John Cozens, “Optical guide wave and devices,” New York, Mcgraw-Hill, 1992.
    [3]鮑則源,”在矽晶圓上沈積二氧化矽之ㄧ分八分光器的模擬設計與製作,” 國立清華大學電機所碩士論文, 2005, 指導老師 王立康教授
    [4]Lucas B. Soldano and Erick C. M. Pennings, Member, IEEE, “Optical multi-mode interference devices based on self-imaging:principles and applications”,IEEE Journal of Lightwave Technology, Vol.13, No.4, April 1995
    [5]Kenji Kawano and Tsutomu Kitoh, “Introduction to optical waveguide analysis:Solving Maxwell’s equations and the schroinger equation,” New York, Wiley-Interscience, 2001
    [6]吳彥鋒, “以摻磷之 製作光波導及其模擬分析,” 國立清華大學電機所碩士論文, 2002, 指導老師 王立康教授
    [7]David K. Cheng , “Field and Wave Electromagnetics 2/e,” Addison Wesley Longman出版
    [8] D. C. Chang and E. F. Kuester,“A hybrid method for paraxial beam propagation in multimode optical waveguides,”Trans. Microwave Theory Tech., Vol. MTT-29, No.9, PP.923~PP.933, 1981.
    [9]N. S. Kapany and J. J. Burke, Optical Waveguide. New York:Academic, 1972.
    [10]Meint K. Smit, Erik C. K. Pennings, Hans Blok, “A Normalized Approach to the Design of Low-Loss Optical Waveguide Bends,” IEEE Journal of Lightwave technology, Vol. 11, No.11, PP.1737~PP1742, 1993
    [11]M. Bachmann, P. A. Besse, and H. Melchior, “Overlapping-image multimode interference coupler with a reduced number of self-images for uniform and nonuniform power splitting,” Applied Optics, Vol. 134, No.30, PP.6898~PP.6910, 1995
    [12]Michael Quirk, Julian Serda著, 劉文超, 許渭州 校閱, 劉文雄,蔡榮輝 譯“Semiconductor Manufacturing Technology,” 滄海書局出版
    [13] Qian Wang, Jun Lu, and Sailing He “Optimal design method of a low-loss broadband Y branch with a multimode waveguide section,” Applied Optics, Vol. 41, No.36, December 2002 PP.7644~PP.7649
    [14]趙凱華,鍾錫華 編著 “光學,” 儒林圖書有限公司
    [15]Eugene Hecht “Optics-Fourth edition,” Addison Wesley出版
    [16]Bahaa E. A. Saleh, Malvin. Carl. Trich, “Fundamentals of photonics,” A Wesley Interscience出版

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