模擬利用奈米矽線的自相位調變使頻譜展寬以產生超連續光譜

Simulated SPM induced spectral broadening to generate supercontinuum in silicon nanowire

劉書彰(Shu-Zhang Liu)

指導教授 ： 馮開明

國立清華大學/電機資訊學院/光電工程研究所/碩士(2009年)

https://doi.org/10.6843/NTHU.2009.00368

摘要

最近幾年來由於光纖網路的發展日新月異，在這方面的突破性研究就更顯得重要。例如：中華電信公司提出的，光世代光纖通訊，可以避免電磁干擾，而且可以下載影音檔，或是線上觀看大聯盟的棒球比賽等，都是有賴於光通訊的容量明顯優於傳統的用電訊號來傳輸所提供的容量。
而目前光通訊的容量在實驗方面已可達25.6 Gbps，可以預見未來實際生活中，傳輸的速度會越快資料的容量越多，所以不論是在載訊號的光源、傳輸的媒介以及接收解調的儀器設備等，都必須符合未來的需求。
要達到此目的，分波多工技術就非常重要，即在一條光纖中，可以同時傳輸各種不同的波長，稱為WDM系統。所以要發展出一種可以支援分波多工技術的光源就顯得格外重要，簡單多可以產生多種波長的雷射，例如目前常用的：tunable laser。而當如果能同時產生各個波長都有能量分布的情況將會是是最好的，此現象稱為超連續光譜（supercontinuum），當此現象產生後就可以去濾出各種不同的波長以供傳輸光源使用，或是其他的應用，而本論文的研究主題即為如何產生超連續光譜。
本論文將以矽波導來產生超連續光譜為主要課題，但是受限於矽波導元件無法取得，而只有以模擬結果為主，並未有實作方面的成果。而產生的主要機制為非線性光學中的特性，還有以光脈衝為主要產生超連續光譜的光源來進行模擬，去驗證其正確性，且進行結果分析。

關鍵字

超連續光譜

參考文獻

[1]Robert R. Alfano, “The Supercontinuum Laser Soure”6th ed., 2005 Springer

[2]Goëry Genty, Stéphane Coen, and John M. Dudley, “Fiber supercontinuum sources”, Opt. Soc. Am. B, Vol. 24, No. 8, August 2007

[3]R Dekker, N Usechak, M Först and A Driessen, “Ultrafast nonlinear all-optical processes in silicon-on-insulator waveguides”, J. Phys. D: Appl. Phys. 40, R249-R271, 2007

[4]H K Tsang and Y Liu, “Nonlinear optical properties of silicon waveguides”,Semicond. Sci. Technol. 23, 2008

[6]John M. Dudley, Stéphane Coen, “Coherence properties of supercontinuum spectra generated in photonic crystal and tapered optical fibers”, OPTICS LETTERS, Vol. 27 No. 13, July 1, 2002