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研究生:林政忠
論文名稱:濺射鍍膜厚度分佈之研究-用於高密度多波分工器(DWDM)干涉濾鏡
論文名稱(外文):A study of thin film thickness distribution by sputtering coating:for dense wavelength division multiplexer interference filter
指導教授:凌 國 基
學位類別:碩士
校院名稱:輔仁大學
系所名稱:物理學系
學門:自然科學學門
學類:物理學類
論文種類:學術論文
論文出版年:2001
畢業學年度:89
語文別:中文
論文頁數:50
中文關鍵詞:高密度多波分工器干涉濾鏡濺鍍槍五氧化二鉭二氧化矽
外文關鍵詞:DWDMTa2O5SiO2
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目前於實驗中所研究的是高密度多波分工器 ( Dense Wave-length Division Multiplexer , DWDM ) 中的小元件 ─ 濾光片,而通訊品質的好壞、穩定與否,濾光片有相當程度的關係。至於如何運用鍍膜的技術,來鍍製優良的濾光片正是我的研究範圍。在實驗中,所使用的是自行改裝的儀器,包含四支濺鍍槍、磁流體真空導入端子、穿透式光學膜厚儀及濺鍍腔之改裝….等。並使用這些儀器來開始鍍製DWDM干涉濾鏡的第一個階段:儀器的改裝及膜層厚度分布之研究,並探討改進方向。
At present, we are studying a tiny but important part of the DWDM (Dense Wave-length Division Multiplexer), which is the filter. It will influence the quality and stability of communication. I am working on how to use the sputtering-coating skill to make a good filter. In the experiment, some self-remold equipment is used, including four sputter guns, magnetic fluid feedthrough, and transmitted optical thickness monitors. I use the equipment to start the first stage of coating DWDM filter. In the state, the following topics are discussed: the remold of equipment, the study of the thickness of the coating, and how it can be improved in the future.

摘要
中文摘要------------------------------------------------- 7
英文摘要--------------------------------------------------8
第一章緒言---------------------------------------------9
第二章膜層的設計---------------------------------------13
2.1 光學監控----------------------------------------------13
2.2 考慮單層膜--------------------------------------------19
2.3 考慮多層膜--------------------------------------------22
第三章基本原理-----------------------------------------24
3.1 光纖之優點--------------------------------------------24
3.2 濺射原理----------------------------------------------24
3.2.1 電漿 ( plasma )-------------------------------------24
3.2.2 直流放電法 ( DC Glow Discharge ) -------------------24
3.2.3 高週波電漿------------------------------------------26
3.3 磁性流體真空導入端子(Magnetic Fluid Feedthrough ) ----28
第四章實驗裝置與步驟-----------------------------------29
4.1 實驗裝置----------------------------------------------30
4.2 實驗步驟----------------------------------------------32
4.3 分析儀器----------------------------------------------34
第五章結果與討論---------------------------------------38
參考書目--------------------------------------------------50
附錄一 ---------------------------------------------------51
圖目錄
圖一 不同波長的光波經過分工器,分離出來------------------11
圖二 8 通道之穿透光譜圖----------------------------------11
圖三 (a) p態偏極光 ( TM wave )--------------------------16
(b) s態偏極光 ( TE wave )--------------------------16
圖四 平面波入射薄膜的表示圖------------------------------19
圖五 表面兩個膜層的表示圖--------------------------------22
圖六 直流放電的發光情形示意圖---------------------------25
圖七 直流放電在不同操作區間下的放電反應機構示意圖-------26
圖八 高週波電場中電子的運動---------------------------- 27
圖九 平行板電極的電漿概念圖-----------------------------27
圖十 平行板電極的電漿的等效電路-------------------------27
圖十一 低溫電漿高週波設備---------------------------------27
圖十二 磁流體真空導入端子示意圖---------------------------28
圖十三 磁流體真空導入端子---------------------------------28
圖十四 單頭濺鍍槍-----------------------------------------35
圖十五 雙頭濺鍍槍 ----------------------------------------35
圖十六 三頭濺鍍槍示意圖及俯視圖---------------------------35
圖十七 四頭濺鍍槍示意圖-----------------------------------36
圖十八 儀器外觀-------------------------------------------36
圖十九 四個濺鍍槍至於真空室中-----------------------------36
圖二十 磁流體旋轉器---------------------------------------37
圖二十一 光學監控之光源-----------------------------------37
圖二十二 光學監控之檢測器---------------------------------37
圖二十三 蓋玻片在整個使用波段,其穿透率起伏很小-----------32
圖二十四 三腔之濾光片穿透光譜-----------------------------47
圖二十五 三腔之濾光片穿透光譜-----------------------------47
圖二十六 自試片上選取三點---------------------------------40
圖二十七 三個穿透光譜的比較-------------------------------40
圖二十八 試片上各區域分布及橢圓儀的量測-------------------41
圖二十九 13層之膜層設計實際鍍製與模擬之比較---------------48
圖三十 濺鍍槍傾斜角度不足以至於濺鍍源無法完整至基板-------49
圖三十一 改變濺鍍槍傾斜角度後,濺鍍源直接至基板----------49
表目錄
表一 ITU波長表-----------------------------------------12
表二 控制參數------------------------------------------34
表三 基本材料在1550nm的n、k----------------------------44
表四 Ta2o5的n、k---------------------------------------44
表五 SiO2的n、k----------------------------------------44
表六 五氧化二鉭及二氧化矽的基本性質--------------------38
表七 橢圓儀量測Ta2O5的n (折射率)、k (消光係數)值-------45
表八 橢圓儀量測SiO2的n (折射率)、k (消光係數)值--------46
表九 膜系結構表----------------------------------------39
表十 1 ~ 9個區域及各區厚度-----------------------------41
表十一 各區之間的誤差------------------------------------42

[1] 朱正煒,’’DWDM干涉式濾光片離子輔助蒸鍍製程技術研討會’’,工業技術人才培訓計劃講義,(民國八十九年度) P.5
[2] Macleod H.A.,1986, ”Thin Film Optical Filters” 2nd , Adam Hilger Ltd. P.11~70
[3] 管台強,’’以雙離子源輔助電子束蒸鍍製作交流電激發光薄膜元件’’輔仁大學物理研究所碩士論文(民國八十七年) P.5~10
[4] 吳耀東,”光纖原理與應用” 2nd,全華科技圖書股份有限公司(民國八十八年) P.1-4
[5] 王福堂,”射頻電漿濺鍍法成長添加氟化鋇之鈦酸鋇薄膜之介電性質研究’’ 輔仁大學物理研究所碩士論文(民國八十七年) P.18~22
[6] 陳熹棣編譯,”高週波基礎理論與應用” 全華科技圖書股份有限公司(民國八十四年) P.233~250
[7] ‘’磁性流體真空導入端子的原理特點及應用’’俊尚科技有限公司
[8] 鄭秉忠、凌國基、唐謙仁、林政忠,’’干涉式多層透明導電膜之重複性研究’’真空科技,第十三卷一期P.20~24
[9] 李正中,’’薄膜光學與鍍膜技術’’2nd ,藝軒圖書出版社2001
[10] 蔡明忠、陳世志、陳守中,’’應用於DWDM系統之窄帶通全介質Fabry-Perot光纖干涉濾波器之模擬與研究’’,1999台灣光電科技研討會塈國科會光電學門研究成果發表會論文集(上) P.680~682

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