臺灣博碩士論文加值系統

　　在本篇論文中，將利用週期呈高斯分布的無足化光柵結構（apodized grating）於單模波導管中，設計一個具禁止帶（stop band）反射頻譜的光濾波器，並以有限差分時域法（FDTD）來進行二維結構的模擬與分析。由模擬數據可知，在波導管中增加無足化光柵的對數時，可以得到較陡峭的反射頻帶，而且中心波長的反射率會更趨近1。我們接著將無足化光柵結構應用於雙模干涉分波多工器（TMI-WDM）中，探討兩種波導管結構：具側邊鋸齒形光柵與內洞型光柵。研究結果顯示，無足化光柵結構雖然會增加TMI-WDM所須的耦合長度，但是能有效地降低中心波長周邊的反射波，以得到具有平坦側頻（side-lobe）的反射頻譜。希望藉由此特性可以增加TMI-WDM分波的效能。

　An accurate design for an apodized integrated optical wavelength filter using Gaussian-distribution sidewall Bragg gratings is proposed, 2-dimensionally simulated and analyzed using the finite-difference time-domain method (FDTD). It is verified that for various grating, the central wavelengths of the reflection bands are all fixed at designed 1.55 μm with the side lobes well suppressed. Then we apply the apodized grating to the TMI-WDM with different waveguide structures： the dispersive tooth-shaped grating and the central hole-etched grating. The simulated results prove that the apodized grating will increase the coupling length in TMI-WDM, but it can suppress the side-lobes additionally. Therefore, the efficiency of the WDM could be improved through the apodized gratings.

摘要　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　i
Abstract　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　ii
誌謝　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　iii
目錄　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　iv
圖目錄　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　vi
第一章 緒論
　　1.1.研究動機　　　　　　　　　　　　　　　　　　　1
　　1.2.研究方法　　　　　　　　　　　　　　　　　　　4
　　1.3.論文架構　　　　　　　　　　　　　　　　　　　5
第二章 理論基礎與數值方法
　　2.1.雙模干涉分波多工器　　　　　　　　　　　　　　6
　　　2.1.1.多模干涉理論　　　　　　　　　　　　　　　6
　　　2.1.2.光波導之傳播模態分析　　　　　　　　　　　9
　　　2.1.3.高色散性光柵之分波理論　　　　　　　　　　11
　　2.2.無足化光柵結構理論分析　　　　　　　　　　　　17
　　　2.2.1.耦合模態理論　　　　　　　　　　　　　　　17
　　　2.2.2.布拉格反射光柵　　　　　　　　　　　　　　24
　　　2.2.3.無足化光柵結構　　　　　　　　　　　　　　29
　　　2.2.4.Apodization　Profile分析　　　　　　　　　　　32
　　2.3.轉移矩陣近似法　　　　　　　　　　　　　　　　35
　　　2.3.1.均勻週期光柵　　　　　　　　　　　　　　　35
　　　2.3.2.非均勻週期光柵　　　　　　　　　　　　　　39
第三章 無足化光柵結構之單模波導管
　　3.1.單模波導管的二維結構　　　　　　　　　　　　　41
　　3.2.模擬參數設定　　　　　　　　　　　　　　　　　44
　　3.3.模擬結果分析　　　　　　　　　　　　　　　　　45
第四章 無足化雙模干涉分波多工器之設計與分析
　　4.1.無足化鋸齒型光柵結構的雙模波導管　　　　　　　48
　　　4.1.1.二維模型結構設計　　　　　　　　　　　　　48
　　　4.1.2.模擬數據分析　　　　　　　　　　　　　　　52
　　4.2.無足化內洞型光柵結構的雙模波導管　　　　　　　57
　　　4.2.1.二維模型結構設計　　　　　　　　　　　　　57
　　　4.2.2.模擬數據分析　　　　　　　　　　　　　　　62
第五章 結論
　　5.1.模擬結果探討　　　　　　　　　　　　　　　　　70
　　5.2.結論　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　71
參考文獻　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　72
附錄　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　75

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