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臺灣博碩士論文加值系統

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研究生:盧斯瑋
研究生(外文):Szu-Wei Lu
論文名稱:以軟式微翻製程製做高分子波導布拉格光柵濾波器
論文名稱(外文):Fabrication of Polymer Waveguide Bragg Grating Filter by Using Micro-Molding process
指導教授:莊為群
學位類別:碩士
校院名稱:國立虎尾科技大學
系所名稱:光電與材料科技研究所
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:2009
畢業學年度:97
語文別:中文
論文頁數:68
中文關鍵詞:波導繞射光學元件軟性印刷技術
外文關鍵詞:WaveguideDiffractive optical elementsSoft printing
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本研究提出結合光學黃光微影製程技術及軟式模仁的新穎製程技術,並配合全像干涉微影技術,來製作高分子布拉格光柵波導元件。
本製程中先以黃光微影製程製作高分子波導元件,再以黃光微影製程之厚膜光阻,配合全像干涉微影技術,來製作出高分子光柵波導元件,並以此光柵波導元件配合軟式印刷技術之微接觸成形、毛細管成形技術來製作軟式光柵元件模仁,之後利用前述之軟式光柵元件模仁,再以軟式印刷技術之複製成形技術,配合高分子材料來製作出波導光柵濾波器元件。
此高分子波導光柵元件軟式翻膜模仁可達到大量生產的效果,且此法具有製作容易、幾極低光耗損和低成本之優點。
研究中以原子力顯微鏡(AFM)、掃描式電子顯微鏡(SEM)與光學量測等方法觀察與紀錄實驗之結果,並研究探討。其光學傳輸特性可由光波量測系統和光頻譜分析儀(OSA)測量得知。
In this thesis, we propose a novel technique of fabricating an polymer Bragg waveguide component by using master molding of soft printing along with the photolithography and holographic technique.
First we made a waveguide component through photolithography. We used the process of thick layer photo-resist of photolithography associated with holography interference to implement a polymer Bragg waveguide component then combined with micro-contact printing, micro-molding in capillaries and replica molding to fabricate the molding of the soft waveguide component. Finally, we utilized formed soft waveguide molding along with polymer materials to implement a waveguide Bragg grating component.
It is easily to achieve the mass production . It has some advantages including easy production, lowest optical loss and low cost by using technique of lift molding of polymeric Grating.
In order to observe and record the results of this experiment accurately, we utilize the AFM (Atomic Force Microscopy) and SEM (Scanning Electron Microscopy). Furthermore, the optical transmitting characteristics are measured by using the optical measuring systems.
中文摘要 ………………………………………………………… i
英文摘要 ………………………………………………………… ii
致謝 ………………………………………………………… iii
目錄 ………………………………………………………… iv
表目錄 ………………………………………………………… vi
圖目錄 ………………………………………………………… vii
第一章 導論…………………………………………………… 1
1.1 前言…………………………………………………… 1
1.2 研究目的與方法……………………………………… 2
1.3 論文架構……………………………………………… 3
第二章 研究背景理論探討…………………………………… 4
2.1 光波導簡介…………………………………………… 4
2.2 光波導之基本理論…………………………………… 5
2.3 光波導元件介紹與探討……………………………… 8
2.4 微機電系統技術……………………………………… 9
2.5 繞射光柵概述………………………………………… 12
2.5.1 光柵的結構…………………………………………… 12
2.5.2 光柵的種類…………………………………………… 13
2.5.3 光柵的製作及其相關文獻…………………………… 14
2.6 全像干涉微影之系統架構…………………………… 15
2.7 全像干涉微影繞射光柵理論與光束入射角度推算… 16
2.7.1 全像干涉微影之繞射光柵理論……………………… 16
2.7.2 全像干涉微影之光束入射角度推算………………… 19
2.8 軟式微影技術………………………………………… 24
2.8.1 微接觸印刷(microcontact printing, μCP)……… 25
2.8.2 毛細管微成形(micromolding in capillaries, MIMIC)26
2.8.3 微轉印成形(microtransfer molding, μTM)……… 26
2.8.4 複製成形(replica molding, REM)………………… 26
2.9 PDMS特性探討與製程條件…………………………… 27
2.9.1 PDMS特性探討………………………………………… 27
2.9.2 PDMS製程條件………………………………………… 27
2.10 掃描式電子顯微鏡(SEM)介紹………………………… 28
2.11 原子力顯微鏡(AFM)介紹……………………………… 29
第三章 高分子波導元件研製………………………………… 33
3.1 高分子波導元件之架構說明………………………… 33
3.2 SU8厚膜光阻特性探討………………………………… 33
3.3 波導元件之厚膜光阻黃光微影製程………………… 35
第四章 高分子波導布拉格光柵濾波器元件之研製………… 40
4.1 高分子波導布拉格光柵濾波器之架構說明………… 40
4.2 SU8高分子波導元件之布拉格光柵製作……………… 40
4.2.1 SU8高分子波導元件之塗佈與光柵製作……………… 41
4.3 高分子波導光柵模仁製程製做波導光柵濾波器…… 46
4.4 布拉格光柵深度與週期之量測……………………… 52
4.5 高分子波導布拉格光柵濾波器元件之保護層製作… 55
4.6 高分子波導布拉格光柵濾波器元件之拋光研磨…… 56
第五章 高分子波導布拉格光柵濾波器元件之量測………… 60
5.1 高分子波導布拉格光柵濾波器元件之光強度量測… 60
5.2 高分子波導布拉格光柵濾波器之光頻譜量測……… 63
第六章 結論…………………………………………………… 66
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[19]D. B. Ostrowsky , A. Jacques, “FORMATION OF OPTICAL WAVEGUIDES IN PHOTORESIST FILMS”, Appl. Phys. Lett. 18, 556 (1971)
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