臺灣博碩士論文加值系統

本論文主要以高分子非對稱波導結構分析與探討，以微機電製程技術為基礎，利用黃光微影製程製作波導結構，並將波導結構翻印至高分子材料上，此元件之波導結構分別為粗端和細端組成，再利用全像干涉微影技術製作布拉格光柵於粗端波導底部，而細端則無使其形成非對稱的結構。在製程中填入不同材料於波導結構上，由折射率高的導光層及覆蓋在導光層上低折射率的批覆層構成元件，藉此研究量測的結果。

本研究中，會以原子力顯微鏡(Atomic Force Microscope，AFM)量測繞射光柵之深度、週期及光柵結構3D模擬圖；以場發射掃描式電子顯微鏡(Field Emission Scanning Electron Microscope，FE-SEM)觀察細微波導結構，並採用近場量測技術觀察元件光飽和強度，最後再以可調式雷射Tunable Laser量測光經由光柵反射回擷取端的反射頻譜及輸出端的穿透頻譜。

In this paper, analysis and investigate of polymer waveguide asymmetric structure, in MEMS process technology as the foundation, the use of photolithography process making waveguide structure and waveguide structure reprint onto the polymer material, the waveguide structure of this Device of each coarse end of and the fine end of composition, reuse holographic interference lithography technology to produce a Bragg grating in the crude end of the waveguide at the bottom, and no fine end of to form an asymmetric structure. Filling different materials during the manufacturing process on the waveguide structure, high refractive index of the light guide layer and a light guide layer coated on the low refractive index of cladding layer constituting the elements, whereby the results of the research measured.

In this study, using Atomic Force Microscope(Atomic Force Microscope, AFM) to observe element’s diffraction grating depth and period, and 3D rendering of grating structure ; scanning electron microscope(Field Emission Scanning Electron Microscope, FE-SEM) to observe fine waveguide structure, and adopting near-field coupling measurement technique to observe the light saturation intensity, then use Tunable Laser to measure light penetrate through the grating reflection spectrum back to the end of the reflection spectrum and capture the output.

中文摘要……………………………………………………i
Abstract……………………………………………………ii
誌謝………………………………………………………iii
目錄………………………………………………………iv
表目錄………………………………………………………vi
圖目錄………………………………………………………vii
第一章 緒論…………………………………………………1
1.1 前言…………………………………………………1
1.2 研究目的與方法……………………………………1
1.3 論文架構…………………………………………2
第二章 研究背景理論探討………………………………3
2.1 光波導原理及結構………………………………3
2.1.1 光波導原理………………………………………3
2.1.2 光波導結構………………………………………5
2.2 光塞取多工器………………………………………6
2.3 微機電系統簡介………………………………………8
2.4 全像干涉微影………………………………………9
2.5 黃光微影製程…………………………………………10
2.6 材料特性………………………………………………10
2.6.1 高分子材料………………………………………10
2.6.2 聚二甲基矽氧烷………………………………………11
2.6.3 硬-聚二甲基矽氧烷………………………………………11
2.7 顯微鏡簡介………………………………………12
2.7.1 場發射掃描式電子顯微鏡FE-SEM簡介………………………………………12
2.7.2 原子力顯微鏡AFM顯微鏡簡介………………………………………13
第三章 具高分子材料之非對稱波導製程………………………………………14
3.1 基板清潔………………………………………14
3.2 黃光微影技術製作SU8負光阻波導結構………………………………………15
3.3 波導結構之PDMS公模製程………………………………………18
3.4 高分子波導結構製程………………………………………20
3.5 非對稱布拉格光柵結構之全像干涉微影製程………………………………23
3.6 PDMS翻印非對稱高分子波導結構………………………………………26
3.7 導光層與披覆層之製程………………………………………27
3.8 元件量測端研磨拋光………………………………………29
第四章 結果與討論……………………………32
4.1 AFM量測布拉格光柵深度與週期……………………………32
4.2 量測前測試……………………………32
4.3 元件光強度量測……………………………32
4.4 元件光頻譜量測……………………………33
第五章 結論…………………………………………………36
參考文獻 ………………………………………………………37
英文論文大綱 ………………………………………………………39
簡歷 ………………………………………………………44

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