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臺灣博碩士論文加值系統

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研究生:曾志翔
研究生(外文):Chi-Xiang Zeng
論文名稱:單模光纖雙向收發器光學系統之研究
論文名稱(外文):單模光纖雙向收發器光學系統之研究
指導教授:伍茂仁孫慶成孫慶成引用關係張正陽張正陽引用關係
指導教授(外文):伍茂仁Ching-Cherng Sun張正陽
學位類別:碩士
校院名稱:國立中央大學
系所名稱:光電科學研究所碩士在職專班
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:2002
畢業學年度:90
語文別:中文
論文頁數:64
中文關鍵詞:單模光纖雙向收發器
外文關鍵詞:單模光纖雙向收發器
相關次數:
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摘要


近來光纖通訊為近年來全球熱門的光電重點產業之一,而光通訊模組更為其關鍵元件之一,而本論文的目的即在設計單模光纖雙向收發器的光學系統並作相關之研究。

研究方法及進行步驟:
一、初階設計
1.設計分光繞射元件。
2.設計整個光學系統。
3.單模光纖藕合的研究。
二、電腦輔助設計
1.利用根據向量繞射理論為基礎的光學軟體(Gsolver)來設計繞射元件。
2.利用ZEMAX與ASAP光學模擬軟體來設計分析整個光學系統。
3.再利用模態匹配法來作光纖耦合效率相關容忍度的模擬與分析並與光學軟體的結果作比較,兩者結果大上致和相關文獻與實驗上結果吻合。

結果:
在本論文中設計了一繞射分光元件(Blazed Grating)再配合適當光學系統的設計,使得LD與PD能夠封裝在一起,而不同一般多數LD與PD分開配置。而其接收效率與耦合效率亦能達到先前所預估的標準。


摘要


近來光纖通訊為近年來全球熱門的光電重點產業之一,而光通訊模組更為其關鍵元件之一,而本論文的目的即在設計單模光纖雙向收發器的光學系統並作相關之研究。

研究方法及進行步驟:
一、初階設計
1.設計分光繞射元件。
2.設計整個光學系統。
3.單模光纖藕合的研究。
二、電腦輔助設計
1.利用根據向量繞射理論為基礎的光學軟體(Gsolver)來設計繞射元件。
2.利用ZEMAX與ASAP光學模擬軟體來設計分析整個光學系統。
3.再利用模態匹配法來作光纖耦合效率相關容忍度的模擬與分析並與光學軟體的結果作比較,兩者結果大上致和相關文獻與實驗上結果吻合。

結果:
在本論文中設計了一繞射分光元件(Blazed Grating)再配合適當光學系統的設計,使得LD與PD能夠封裝在一起,而不同一般多數LD與PD分開配置。而其接收效率與耦合效率亦能達到先前所預估的標準。


目錄


目錄
圖索引
表索引

第一章緒論 1
1.1 光纖通訊發展及其元件之應用………………………………….1
1.2 單模光纖收發模組的架構……………………………………….2
1.3 論文大綱與架構………………………………………………….3

第二章繞射光學元件之設計 4
2.1 繞射角度的計算………………………………………………….4
2.2 繞射理論………………………………………………………….6
2.3 設計分析繞射元件………………………………………………15

第三章雙向收發器中光學系統的設計 26
3.1 單模光纖雙向收發器光學系統的基本架構……………………27
3.2 準直透鏡的設計…………………………………………………28
3.3 稜鏡的配置………………………………………………………41
3.4結果與討論………………………………………………………42

第四章單模光纖的耦合研究 43
4.1 利用模態匹配法來研究單模光纖的耦合………………………43
4.2 LD對單模光纖直接耦合的研究…………………………………48
4.3 LD通過Ball Lens後光纖耦合的分析………………………….59
第六章結論 61

參考文獻 63


參考文獻1.M.G.Moharam and T.K.Gaylord, “Rigorous coupled-wave analysis of planar-grating diffraction,” J. Opt. Soc. Am. 71, 811-818 (1981).2.M.G.Moharam and T.K.Gaylord, “Diffraction analysis of dielectric surface-relief gratings,” J. Opt. Soc. Am. 72, 1385-1392 (1982).3.Joseph W. Goodman, Introduction to Fourier Optics, McGraw Hill, New York, 35, 52-53, 65, 73-75, 210-212 (1996).4.Stenfan Sinzinger and Jürgen Jahns, Microoptics, Wiley-VCH, New York, 37-77 (1999).5.H. P. Herzig, Micro-optics, Taylor & Francis, London, 53-63 (1997).6.HANS PETER HERZIG, Micro-optics elememts, systems and applications, Taylor&Francis, 5 (1978).7.MAHAJAN, Optical Imaging And Aberrations, Part I Ray Geometrical Optic, SPIE PRESS,60 (1998). 8.Edmund Optics:Technical Support: Understanding Ball Lenses.9.Pentti Karioja and Dennis Howe, “Diode-laser-to-waveguide butt coupling,”Appl. Opt. 35,404-415(1996)。10. W. T. Chen and Long A. Wang, “Out-of-Plane Optical Coupling Between Elliptical Gaussian Beam and a Angled Simgle-Mode Fiber,”J. lightwave Technol., vol. 16 , pp. 1589-1595(1998)。11. HECHT, Optics, Third Edition, 409-412 (1998)12. Richard P. Rotowsky, Long Yang, Robert J. Deri, Kok Wal Chang, Jeffrey S. Kallman and Gary Trott, “Laser diode to single-mode fiber ball lens coupling efficiency:full waves calculation and measurements,” Appl. Opt. 36,3435-3438(1997)。13.葉錦清, “光通訊零組件市場概況分析,”第三波資訊電子報

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