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研究生:李茂賢
研究生(外文):Mao-Sian Lee
論文名稱:可調頻薄膜濾波器的研製與特性化
論文名稱(外文):Fabrication and Characterization of Tunable Thin-film Filters
指導教授:朱安國
指導教授(外文):Ann-Kuo Chu
學位類別:碩士
校院名稱:國立中山大學
系所名稱:光電工程研究所
學門:工程學門
學類:材料工程學類
論文種類:學術論文
論文出版年:2006
畢業學年度:94
語文別:中文
論文頁數:50
中文關鍵詞:可調頻薄膜濾波器
外文關鍵詞:Tunable Thin-film Filters
相關次數:
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本論文目的是用薄膜濾波器(TFFs)去製作出應用在WDM系統上的可調頻濾波器。我們是藉著加熱TFFs去使得中心波長飄移。
為了提高使filter中心波長飄移的熱效應,TFFs的厚度從1mm被減少到最薄150μm。在TFFs變薄之後,為了精準的定義出其位置,蝕刻 出V-grooves的Si benches被製作完成。對一個200 μm × 200 μm的元件而言,藉由加熱到250°C,最大的中心波長飄移量可以達到1.24nm。
除此之外,由於filter基版變薄後所產生的中心波長飄移現象,也會被討論。
The subject of this dissertation is to fabricate a tunable filter for WDM applications using thin film filters (TFFs). The center-wavelength shift of the TFF was obtained by heating up the TFFs.
To enhance the thermal effect on the wavelength shift of the filters, the thickness of the TFFs were reduced from 1 mm to a minims thickness of 150μm. Si benches with etched V-grooves were fabricated for precision positioning of the TFFs after thinning. For a 200 μm × 200 μm devices, maximum wavelength shift of 1.248nm was obtained by heating up the filter to 250°C.
In addition, the wavelength shift due to thinning the substrate of the filters is also discussed.
第 一 章 導論 1
1-1引言 1
1-2高密度分波多工器 1
1-3本文研究方法 4
第 二 章 薄膜濾波器 7
2-1可調頻薄膜濾波器 8
2-2應力對薄膜濾波器的影響 11
2-3薄膜濾波器的製作 14
2-3-1 TFF切割研磨 14
2-3-2 TFF晶片清潔 16
2-4 V-groove製程 18
2-5 TFF封裝製程 23
第 三 章 光學特性量測 27
3-1 TFF光學頻譜特性及分析 27
3-2 TFF的熱效應 32
第 四 章 結論 38




圖目錄
第一章 導論
圖 1-1 濾片型DWDM 3
圖 1-2 光學玻璃面上鍍膜的DWDM 4
第二章 薄膜濾波器
圖 2-1 機械式加壓的Tunable Filter 8
圖 2-2 控制入射角度的Tunable Filter 9
圖 2-3 Chip size 250 μm × 250μmTFF,研磨後光譜圖 11
圖 2-4 TFF研磨前光譜圖 12
圖 2-5 Chip size 200μm × 200μm 的TFF 13
圖 2-6 V-groove製作流程圖 18
圖 2-7 TFF封裝測試架構截面圖 23
圖 2-8 TFF組裝系統外觀 25
圖 2-9 已固定Lens Fiber、Filter及蓋上7740玻璃 26
第三章 光學特性量測
圖 3-1 TFF光學頻譜量測系統架構 27
圖 3-2 TFF光學頻譜特性曲線圖 28
圖 3-3 光線行進於形變前、後之TFF示意圖 29
圖 3-4 TFF中心波長飄移量與厚度的關係 30
圖 3-5 Pass band width變化趨勢圖(-3dB) 30
圖 3-6 Pass band width變化趨勢圖(-20dB) 31
圖 3-7 TFF頻譜量測系統架構 32
圖 3-8 室溫到250°C的TFF(厚度150μm)頻譜變化 33
圖 3-9 室溫到250°C的TFF(厚度200μm)頻譜變化 34
圖 3-10 室溫到250°C的TFF(厚度300μm)頻譜變化 35
圖 3-11室溫到250°C的TFF(厚度400μm)頻譜變化 35
圖 3-12 室溫到250°C的TFF(厚度500μm)頻譜變化 36






















表目錄
第二章 超薄薄膜濾波器
表 2-1 DWDM TFF的規格 7
表 2-2 EDP溶劑配方 20

第三章 光學特性量測
表 3-1 250°C 時,TFF中心波長飄移量趨勢表 37
1. Lavanya Rau, Suresh Rangarajan, Wei Wang, Hsu-Feng Chou, Henrik N.
Poulsen, John Bowers, and Daniel J. Blumenthal. High-speed optical Time - division- multiplexed/ WDM networks and their network elements based on regenerative all-optical ultrafast wavelength converters. Department of Electrical and Computer Engineering, University of California at Santa Barbara,
Santa Barbara, California 93106.
2. Michael A. S cobey, Marlborough, Mass, “Optical multiplexing device,” U. S.
Patent 5,583,683, (1996).
3. Rémy Parmentier, Michel Lequime. Substrate-strain-induced tunability
of dense wavelength-division multiplexing thin-film filters. Optics letters, vol.28, No.9, May 1, 2003.
4. http://www.opticalres.com/ ( Photonics Components Modeled In CODE V )
5. Lawrence H. Domash. Tunable Thin Film Filters Using Thermo-Optic Silicon. Aegis Semiconductor, Inc., 78A Olympia Ave., Woburn, MA 01801.
6. Aegis Semiconductor, Inc., 78A Olympia Ave., Woburn, MA 01801.
Tunable thin film filters. Submitted Sept. 25, 2002 for presentation at OSA Optical Fiber Conference. NOT FOR PUBLIC RELEASE <
MARCH 23, 2003
7. Hyung-Kew Lee, Student Member, IEEE, Kyu-Sang Kim, and Euisik Yoon, Member, IEEE A Wide-Range Linearly Tunable Optical Filter Using Lorentz Force. IEEE PHOTONICS TECHNOLOGY LETTERS, VOL. 16, NO. 9, SEPTEMBER 2004
8. Jill D. Berger, Fedor Ilkov, David King, Alex Tselikov, and Doug Anthon. Widely tunable, narrow optical bandpass Gaussian filter using a silicon microactuator. Iolon, Inc., 1870 Lundy Ave., San Jose, California 95131
9. Jung-sik Moon and Andrei M. Shkel. Performance Limits of a Micromachined Tunable-Cavity Filter. Microsystems Laboratory, Department of Mechanical and Aerospace Engineering
University of California, Irvine, CA 92697, USA.
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