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臺灣博碩士論文加值系統

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研究生:李文傑
研究生(外文):LI, WEN-JIE
論文名稱:折射率分佈在光柵繞射效率上的影響
指導教授:林敏雄林敏雄引用關係林叔芽
指導教授(外文):LIN, MIN-XIONGLIN, SHU-YA
學位類別:碩士
校院名稱:國立清華大學
系所名稱:電機工程研究所
學門:工程學門
學類:電資工程學類
論文種類:學術論文
論文出版年:1989
畢業學年度:77
語文別:中文
論文頁數:83
中文關鍵詞:光柵折射率光積體電路濾波器繞射吸收式相位式浮凸式
外文關鍵詞:GRATINGOPTICAL-INTERGRATED-CIRCUITWAVELENGTH-FILTERAMPLITUDEPHASEBLASE
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由於光柵(grating )可利用現有的半導體製作技術,製作在光積體電路(optical
intergrated circuit )上,因此它的用途十分廣泛,如Input /output coupler,
Waveguide coupler ,Beam deflector等。光柵依其結構的不同,主要可分為二種:
1.吸收式光柵(amplitude grating ),2.相位式光柵(phase grating ),3
.浮凸式光柵(blase grating or surface relief grating );其中以浮凸式光柵
繞射效率最佳,本文即以此種光柵為分析對象。早期分析光柵繞射效應的方法,只能
應用於少數特定型式的光柵,而且這些方法所採用的數值分析的理論,在分析高度較
高的光柵時,往往無法得到收斂的結果。本文採用T .K .Gaylord 和M .G .Moh-
aram的分析方法,它不僅可用來分析各種形式的光柵,利於電腦作業,而且可以得到
收斂且十分精確的結果。T .K .Gaylord 等人,計算不同的形狀光柵的繞射效率,
發現以三角形的光柵繞射效率最高,約為99%,但是三角形的光柵十分不易製作,
而且由於實際製作時,形狀上的誤差,繞射效率反而不如我們預期的高。在所有形狀
的光柵中,以方形的光柵最易製作,雖然它的繞射效率不是最高的,只有88.6%
,但是本文考慮利用析射率分佈的方法,來提高它的繞射效率。結果發現只要給與少
量的折射率分佈的變化,就可提高它的繞射效率到95%以上,目前本文所找到的最
高值則為97.7%。本文所考慮的折射率分佈分為遞增型和遞減型兩種;遞減型在
折射率變化量較小時,繞射效率可以提高到95%以上,但在變化量較大時,繞射效
率因折射角變大,所以繞射效率有下降的趨勢,因此遞減型分佈較適合做提高繞射效
率之用。遞增型分佈雖然不如遞減型分佈能提高繞射效率到95%以上,但在折射率
變化量較大時,能使高繞射效率區域的波長範圍縮小,同時繞射效率仍可維持在90
%左石,因此可利用遞增型分佈使單一的光柵成為很好的濾波器(wavelength filt-
er),取代以往的組合式光柵。此外,本文比較在不同的光柵結構參數(如週期,高
度等)下,折射率分佈對繞射效率的影響,這些結果可以幫助我們在利用折射率分佈
改善光柵繞射效率時,有較佳的設計方向。總而言之,折射分佈使我們在利用光柵時
,有更大的彈性,它的優點也正如原先所期待的被證明了,這正是撰寫本文的目的。

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