臺灣博碩士論文加值系統

本研究利用負光阻以黃光微影製程技術製作波導結構，並使用軟式微影模仁壓印技術結合全像干涉微影技術(Holographic Interference Lithography) 其週期可調等優點且大面積製作等優點，來製作光塞取多工器(optical add-drop multiplexer，OADM)元件，此元件之波導結構分為輸入及輸出端，內有兩通道一條細一條粗，在粗端波導底部利用全像干涉微影技術，製作布拉格光柵(Bragg Grating)於通道底端，整體呈現一條有光柵而另一條沒有光柵的結構，此非對稱的條件與光塞取多工器的動作條件一致，由此可得知本研究製作出的結構能夠達到其工作原理。完成後的波導元件是由折射率高的導光層和包覆著導光層且折射率低的批覆層所構成，通常導光層是由單一種高折射率的材料所構成，本研究主要是在導光層粗端底部的布拉格光柵區域內的一小段覆蓋上不同折射率的材料，藉此來研究並探討對於量測結果有何影響。

在研究中我們使用原子力顯微鏡(atomic force microscope，AFM) 來獲得布拉格光柵的週期及深度，還使用場發射掃描式電子顯微鏡(Field Emission Scanning Electron Microscope，FE-SEM)來觀察與探討波導結構，在最後量測的部分，採用可調式雷射Tunable Laser做為光源測量波導元件的穿透頻譜與經由光柵影響反射回來的反射頻譜。

In this study, a negative photoresist with photolithography process technology waveguide structure and the use of soft lithography die-stamping Holographic Interference Lithography technology combines the advantages of adjustable cycle and its large area production, etc., to produce optical add-drop multiplexer element waveguide structure of this element into the input and output side, there are two channels of a thin a thick, coarse end of the waveguide at the bottom of the use of holographic interference lithography to produce Bragg Grating at the bottom of the channel, as a whole showed a grating and the other a no structural grating, this asymmetric conditions of light drop multiplexer consistent operating conditions, which can be made out of this study that the structure can achieve it works. After completion of the waveguide element is made of a high refractive index of the light guide layer and the cladding layer and a low refractive index optical guide layer composed of approvals, the photoconductive layer is usually made of a material composed of a single high refractive index, this study was in the short-side optical guide layer thick bottom Bragg grating regions of different refractive index materials on the cover, thereby to study and explore the impact element.

In this study we used the atomic force microscope to obtain a cycle and the depth of a Bragg grating , but also using a field emission scanning electron microscope to observe and investigate the waveguide structure, Finally, the measurement part , the use of tunable laser as the light source to measure the penetration tunable Laser spectrum and waveguide components reflected by the grating influence the reflection spectrum.

中文摘要 ……………………………………………………………………………… i
英文摘要 ……………………………………………………………………………… ii
誌謝 ……………………………………………………………………………… iii
目錄 ……………………………………………………………………………… iv
圖目錄 ……………………………………………………………………………… vi
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 多工器簡介………………………………………………………… 3
2.1.1 高密度分波多工器簡介…………………………………… 3
2.1.2 光塞取多工器基本工作原理…………………………… 4
2.2 光波導簡介………………………………………………………… 4
2.2.1 光波導元件介紹………………………………………………… 4
2.2.2 光波導傳遞方式與探討…………………………………… 6
2.3 高分子材料簡介………………………………………………… 8
2.3.1 高分子概述………………………………………………………… 8
2.3.2 高分子的特性……………………………………………………… 8
2.4 微機電系統技術簡介………………………………………… 9
2.4.1 微機電技術之各種細微加工方法…………………… 9
2.5 軟式微影技術簡介……………………………………………… 11
2.5.1 軟式微影技術之微影方式………………………………… 11
2.6 全像干涉微影技術簡介……………………………………… 12
2.6.1 全像干涉微影系統架構……………………………………… 13
2.6.2 全像干涉微影光束入射角度推算…………………… 13
2.7 PDMS特性簡介…………………………………………………… 15
2.8 顯微鏡簡介…………………………………………………………… 15
2.8.1 場發射掃描式電子顯微鏡FE-SEM簡介………… 15
2.8.2 原子力顯微鏡AFM簡介……………………………………… 16
第三章 實驗方法……………………………………………………………… 18
3.1 高分子波導元件之架構簡介……………………………… 18
3.2 高分子波導非對稱OADM元件之理論簡介……… 18
3.3 SU8光阻製作波導結構之黃光微影製程………… 20
3.4 SU8波導結構之PDMS模印製程………………………… 23
3.5 PDMS翻印波導結構於高分子材料之製程……… 25
3.6 高分子波導之全像干涉微影製程…………………… 27
3.7 PDMS模印壓印非對稱高分子波導結構之製程 29
3.8 非對稱高分子波導結構之導光層與批覆層製程 31
3.9 高分子波導非對稱元件之研磨拋光製程…………… 32
第四章 結果與討論………………………………………………………………… 34
4.1 布拉格光柵深度與週期之AFM量測………………… 34
4.2 高分子波導非對稱元件之光強度量測…………… 35
4.3 高分子波導元件之光頻譜量測………………………… 37
4.4 光頻譜量測之探討分析……………………………………… 38
第五章 結論………………………………………………………………………… 40
參考文獻 ………………………………………………………………………………… 41
英文論文大綱
簡歷

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