折射率漸變多層錐狀光纖耦合器

Multi-Tapered Fiber Coupler with Graded-Index Layers

任立宇(Li-Yu Jen)

指導教授 ： 王立康

國立清華大學/電機資訊學院/光電工程研究所/碩士(2009年)

摘要

本論文中，我們提出一個能有效耦合光纖與矽通道波導的光耦合器。透過rib waveguide幾何結構與模態場分布、tapered coupler與graded-index layer的基本原理，設計一製程簡單、誤差容忍度大且在尺寸差異極大的狀況下耦合效率亦高的元件。
利用調變氫氣含量使折射率漸變的非晶矽（Amorphous Silicon）薄膜製作與光纖模態場吻合的大尺寸波導，使光在入射端面能量損失低的情況下，產生向下方單晶矽波導結構傳遞的趨勢，在配合分層式、分段式的taper結構，使光場產生在垂直方向與水平方向的模態大小的變化，使模態能在較低的損耗下縮小到與輸出端波導模態分佈類似。由於導光層的矽（Silicon）與包覆層的二氧化矽（Silicon Oxide）產生的高折射率差，這樣的結構變化中對光仍擁有很好的侷限能力，最後使光纖的入射光有效率的耦合進末端的單模脊狀矽波導之中。

關鍵字

脊狀波導 ； 光耦合器 ； 折射率漸變多層 ； 非晶矽 ； 錐狀 ； 單模

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rib waveguide ； optical coupler ； graded-index layers ； amorphous silicon ； taper ； single mode

參考文獻

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