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新穎元件架構實驗型高密度多段波長多工通訊網路系統整合研究---子計畫III:DWDM長波長面射型雷射之研發(II)

新穎元件架構實驗型高密度多段波長多工通訊網路系統整合研究---子計畫III:DWDM長波長面射型雷射之研發(II)

類別:□ 個別 þ 整合 編號:NSC 91-2215-E-009-030 執行期間: 91 年 8 月 1 日至 92 年 7 月 31 日 主持人: 王興宗 交通大學 光電工程研究所 參與人員: 賴利弘 交通大學 光電工程研究所

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新穎元件架構實驗型高密度多段波長多工通訊網路系統整合研究---子計畫III:DWDM長波長面射型雷射之研發(III)

新穎元件架構實驗型高密度多段波長多工通訊網路系統整合研究---子計畫III:DWDM長波長面射型雷射之研發(III)

臨界厚度的確增加了,證明此方法的確可以延伸光波。圖十五為 InGaAs:Sb 的 光激輝光光譜,我們可現 In 0.41 Ga 0.59 As 的光強度最強,但是當銦含量由 0.41 增 加 到 0.42 時 , 光 強 度 迅 速 下 降 , 顯 示 材 料 因 超 過 臨 界 厚 度 而 劣 化 , 若 在 In 0.41 Ga 0.59 As 的 材 料 中 加 入 Sb , 可 使 繼 續 紅 移 , 且 材 料 光 強 度 與 In 0.41 Ga 0.59 As 材料接近,這也證明 In 0.41 Ga 0.59 As:Sb 的活性層比 In 0.41 Ga 0.59 As 更適合 作為光介值。圖十六為 In 0.41 Ga 0.59 As 與 In 0.41 Ga 0.59 As:Sb 的穿透式電 顯微鏡照片,結果顯示 In 0.41 Ga 0.59 As:Sb 的介面比 In 0.41 Ga 0.59 As 介面更為平整。由於 在 In 0.41 Ga 0.59 As 中 因 為 晶 格 係 數 不 匹 配 , 有 很 大 的 應 力 存 在 , 因 此 造 成 In 0.41 Ga 0.59 As 材料容易形成 3D 成而非量子井需要的 2D 成,In 0.41 Ga 0.59 As:Sb 的 平整介面證明 Sb 的確有做為表面活性劑的功效。未來我們將藉由降低成溫度與 增加 Sb 的參雜繼續延伸光波,另外此 In 0.41 Ga 0.59 As:Sb 材料的最佳化已經完 成,元件的成與製作也持續進行中。
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新穎元件架構實驗型高密度多段波長多工通訊網路系統整合研究---子計畫VII---新型DWDM光纖式元件之研究(III)

新穎元件架構實驗型高密度多段波長多工通訊網路系統整合研究---子計畫VII---新型DWDM光纖式元件之研究(III)

(6) 展出 tapered fiber device 及晶體光纖的有限元素法模擬分析程式。 在以下的報告中我們就來詳述這些研究成果。 2. 研究目的 我們過去幾年在光纖光學相關學術研究與技術上已經建立很好的基礎﹐在本中我 們立基於這基礎上來進一步更先進 DWDM 光纖式元件相關技術,特別是在光纖光柵技術 與鎖模摻鉺光纖技術等方面。本的主要研究目的即是希望透過這三年來執行﹐
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新穎元件架構實驗型高密度多段波長多工通訊網路系統整合研究---子計畫II:DWDM用多波長雷射之研究(III)

新穎元件架構實驗型高密度多段波長多工通訊網路系統整合研究---子計畫II:DWDM用多波長雷射之研究(III)

中心為 1556 nm 望遠鏡式折疊式外腔半 導體,在腔 60 cm 的腔內置入厚 度為 52.3 µm 的液晶相位板,改變加在液晶 相位板上的電壓,得到可調輸出 1.89 GHz,使得除了原先利用液晶像素 反射鏡可選擇切換輸出的功能外,亦擴 增微調的範圍。此完全以電控 的方式達成,未來對於指定中心及頻道 間隔的調整將更容易。
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新穎元件架構實驗型高密度多段波長多工通訊網路系統整合研究---子計畫II:DWDM用多波長雷射之研究(II)

新穎元件架構實驗型高密度多段波長多工通訊網路系統整合研究---子計畫II:DWDM用多波長雷射之研究(II)

一、中文摘要: 本主要目的是現供密集光纖採用的可調且 能快速切換的(λ= 1.55μm) 。(以半導體二極體或摻鉺光 纖為增益介質)的設是基於一種特殊的外腔結。共振腔中的主要元件組是光 柵與透鏡及其所成的折疊式望遠鏡式 4-f 成像及在此成像的焦平面位 置的可程式控制的液晶素反射鏡。我們預期可可快速切換,相鄰頻道 頻率間隔滿足 DWDM ITU 頻道間隔半導體或光纖。此一設 亦可能展為其他 DWDM 用的主動元件,如電控濾光器。未來,並可指定此 輸出某一 ITU 頻道,乃至於將頻率與銫原子鐘類的頻率標準鎖定。整 個並可以微光機電技術製成一緊緻
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新穎元件架構實驗型高密度波長多工通訊網路系統整合研究---總計畫:新穎元件架構實驗型高密度波長多工通訊網路系統整合研究(III)

新穎元件架構實驗型高密度波長多工通訊網路系統整合研究---總計畫:新穎元件架構實驗型高密度波長多工通訊網路系統整合研究(III)

(6) 六【以微機電技術開應用於密度光切換元件研究】 在這三年裏此利用微機電技術開 SDA 外改變產生數位/類比式運動的微振鏡光 學元件進行研究﹐並將其應用於密度光切換元件。此元件可以達到數 位式與類比式掃瞄功能﹐相當適合用來作為光用 Optical Switch 各種應用。在此 中,一種可以大大減簡化目前 SOI-MEMS 的製程技術也已被展出來。此技術是使用自 動對準的層 SOI 製程,經由氮化矽以及晶矽沈積在 SOI 晶片以及四道光罩的對準上製作 出額外的界電層以及結層。利用此製程技術,雙梳狀結的致動器已被製造完成。在 30 伏 特的驅動電壓下,此致動器可達成 250 奈米的垂直移動。。
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新穎元件架構實驗型高密度多段波長多工通訊網路系統整合研究---子計畫VIII:以微機電技術開發應用於高密度波長多工通訊網路之光切換元件研究(III)

新穎元件架構實驗型高密度多段波長多工通訊網路系統整合研究---子計畫VIII:以微機電技術開發應用於高密度波長多工通訊網路之光切換元件研究(III)

中文摘要 本中,一種可以大大減簡化目前 SOI-MEMS 的製程技術,已被展出來。此技 術是使用自動對準的層 SOI 製程。在本製程中,經由氮化矽以及晶矽沈積在 SOI 晶片 以及四道光罩的對準上製作出額外的界電層以及結層。利用此製程技術,雙梳狀結的 致動器已被製造完成。在 30 伏特的驅動電壓下,此致動器可達成 250 奈米的垂直移動。此 致動器的第一以及第二共振頻率分別為 10.5 千赫以及 23 千赫。的量測數據顯示際 的測試結果與利用 ANSOFT Maxwell ® 2D field simulator 、 ANSYS ® 以及 Coventor Ware ® 的 模擬結果是一致的。
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新穎元件架構實驗型高密度多段波長多工通訊網路系統整合研究---子計畫VIII:以微機電技術開發應用於高密度波長多工通訊網路之光切換元件研究(II)

新穎元件架構實驗型高密度多段波長多工通訊網路系統整合研究---子計畫VIII:以微機電技術開發應用於高密度波長多工通訊網路之光切換元件研究(II)

完成一背對背式微振鏡,該結 合一光學全相導將可用於 現一光所需 OADM(optical add/drop multiplexer)模組。此模組是將耦合 著各種的入號導入解器,入至設的特殊光位置。微振鏡陣 列則是用於在光學器中擷取/置入所需的光號。一個整合 Poly-MUMPs 與覆晶封裝技術所設製作微振鏡已經完成。在此微振鏡設中,一個殘餘應 力懸臂量被設於微機電元件釋放處理製程中,翻起此微振鏡;而一具有 可靠度的旋轉樑則是用於使此振鏡具有一維旋轉自由度。藉由一後熱處理方 式,有效提昇殘餘應力致動 器的制動力效能;透過覆晶封裝技術,將一微平版黏 和於前述微振鏡上特定位置,產生一微振鏡旋轉角度限制器,覆晶封裝中所使用 的金球經由適當的製程控制可以調整金球高度至所需的位置,進而控制微振鏡旋 轉角度限制器的位置。目前已經完成微振鏡元件的光號切換特性量測,此振鏡 將可用於前述 OADM 中。
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新穎元件架構實驗型高密度波長多工通訊網路系統整合研究---子計畫IV:全像三維光學連線在高密度波長多工通訊網路應用之研究(III)

新穎元件架構實驗型高密度波長多工通訊網路系統整合研究---子計畫IV:全像三維光學連線在高密度波長多工通訊網路應用之研究(III)

起來,這個預置壓力臂包含一個氧化物跟金屬的雙 層結,該臂之一端固定於基板上,另一端則在犧 牲層材料蝕刻後釋放成自由端,由於臂兩層材 料間的壓力差而將鏡撐起成 45 度;如果要讓鏡 平躺則加電壓,電極位於壓力臂之下,以使其產 生的靜電力可以克服預置壓力而使鏡平躺。因 此,可以經由電壓來控制鏡的站起來或平躺,而 達到可程式控制的光學開關作用。圖二顯示微光 鏡的 SEM 照片。量測結果,這個鏡的開關動 作需要加 10 伏特電壓,當開關速度為 20 Hz 時微 鏡的工作狀況良好,約 5 ms 可以達到開關的穩定狀
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新穎元件架構實驗型高密度波長多工通訊網路系統整合研究---子計畫IV:全像三維光學連線在高密度波長多工通訊網路應用之研究(II)

新穎元件架構實驗型高密度波長多工通訊網路系統整合研究---子計畫IV:全像三維光學連線在高密度波長多工通訊網路應用之研究(II)

2.串接式體積全像光學窄頻寬濾器設與分析: 目前製作濾器的技術,主要是以 Febry-Perot 濾器的技術為主,作上 以光學薄膜鍍膜的方法產生對稱形的高低介電值薄膜堆疊的布拉格反射鏡,而且 兩反射鏡中間夾有半整數倍的光學腔,以光波在腔中多重反射後的建設性干 涉,來達到濾功用,目前進展頗為迅速且穿透特性良好,然而其缺點在於結 過於複雜,動輒需要百層以上的薄膜,製作門檻。另外,還有以光纖光柵的技 術製作光柵結,而利用其嚴格的布拉格條件,來達成光柵反射或穿透濾的 效果,這樣的作法要求光波皆在光纖導管內傳遞,不易整合成精緻。然而,
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新穎元件架構實驗型高密度波長多工通訊網路系統整合研究---子計畫I:高密度分波多工技術應用於全光網路的光交換與波長繞徑之研究(II)

新穎元件架構實驗型高密度波長多工通訊網路系統整合研究---子計畫I:高密度分波多工技術應用於全光網路的光交換與波長繞徑之研究(II)

明為一種光強度與分光纖布拉格光柵感測,採 用的光源為輸出端光纖環形,並且使用可調式費比伯洛濾 器決定光纖輸出,光纖輸出端為輸出功率不同的 2 對 4 光耦合器。由於此一新型的,使得光源有三種不同功率 的輸出端。因此即使在不同的分支中有相同的光纖布拉格光 柵,仍然可以由反射功率的大小而辨識光纖布拉格光柵。本明的 研究動機即是設出低成本容量光纖感測際應用在航 空工程、土木工程上與生物醫學。
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長波長與短波長面射型雷射製程之研究

長波長與短波長面射型雷射製程之研究

本論文研究與製作以金屬有機氣相化學沉積法 (Metalorganic chemical vapor deposition, MOCVD)成與短波其具 有圓形光束輸出、低製作成本、單一縱模操作、以及整合二維陣列的潛在特性, 因此在範圍光纖通信、短距數據通信與短波範圍高密度光學資儲 存、高速掃瞄輸出、商業化光源及顯示應用上,成為極具潛力的光源。本論文
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分波多工被動光網路之關鍵技術研究---子計畫二:分波多工被動光網路之可調波長雷射與上行發訊器之訊衝響應研究(III)

分波多工被動光網路之關鍵技術研究---子計畫二:分波多工被動光網路之可調波長雷射與上行發訊器之訊衝響應研究(III)

時脈回復積體電採用TSMC0.18μm 1P6M CMOS製程技術,可產生2.418GHz的 穩定時脈,在偏移中心載頻率1MHz處所 量測到的相位雜為-115.34dBc/Hz,在 1.8/3.3伏特的電壓下Power Dissipation為 75.5mW,晶片面積約1.29x0.81mm 2 。其中 充電泵(Charge Pump)產生充電或放電電 流,可經由適當轉換產生控制電壓,用來控 制壓控振盪器(VCO)的振盪頻率。壓控振盪 器振盪中心頻率2.5GHz,採用汲極開 的nMOS當Buffer。由於連接於nMOS drain 端的電感感值較大,採用外接式的SMD電感 來連接drain端,所以除了Buffer用的電感 外,其餘元件皆使用TSMC所提供的RF元 件。另有偵測電、前置放大器、Tappered buffer等,而在輸出端,我們使用共汲極的 電,以減輕負載效應。另外,我們也 試製雙頻式時脈/數據回復電,雙頻式時 脈/數據回復佈局圖如圖19所示。
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智慧型高密度分波多工系統的前瞻光網路技術-子計畫三:高密度分波多工系統的通道監控與訊號處理(III)

智慧型高密度分波多工系統的前瞻光網路技術-子計畫三:高密度分波多工系統的通道監控與訊號處理(III)

造成的波形失真的能力有限,當在接收端電包含EDC chip的時候,直接調 變的傳輸距離可以近似兩倍,約20公里的距離。 使用10Gb/s的直接調變於CWDM和 DWDM中逐漸被重視,從近幾年 來的國際性期刊論文中有表許前瞻性的結果去擴展直接調變容量都會 的使用。可是應用直接調變際的10Gb/s傳輸中,仍是有許問 題有待澄清。從整體的傳輸來看,從光端或是接收端進行消去chirp或是做 色散補償,會比更換光纖容易進行,另外,我們也希望有一個方法可以簡單穩定的 提升直接調變的傳輸距離,最理想的情況是不需外加模組,可以直接與封 裝在一起的元件。
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超高速光纖通訊用長波長雷射二極體之研發

超高速光纖通訊用長波長雷射二極體之研發

製作 以砷磷化銦鎵為材料的光柵層是成於活性層的上方,而此均勻光柵主要是利用全像曝光 的技術製成。 另外布拉格是調整在材料增益峰值處偏向較短波的一邊,其主要的原 因乃是為了加強此的本質響應特性。 但是須注意的是布拉格假如離材料增益峰值 的偏移量過大的話,在溫操作時可能會導致此無法持續維持單一輸出的特 性。 當完成光柵的蝕刻以及有機金屬氣相磊晶(MOCVD)的再次磊晶後,此晶圓則完成 磊晶製程,可以進行接下來的半導體製程。
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以金屬有機化學氣相沈積法成長長波長面射型雷射

以金屬有機化學氣相沈積法成長長波長面射型雷射

但因在傳製作的材料中,不容易找到具有折射率差異大的材料組合 以製作反射率的布拉格反射鏡,加上傳的主動層材料,其溫特 性不佳,使得展遲緩。 因此,在本研究中,我們從最基本的設與模擬出,先找出適合 主動層的材料,然後將主動層材料應用在傳上,變化各種參 數,我們現量子井中的應力參數、量子井的應力補償、以及參雜條件的多寡 皆 會 影響 特性 ,我 們 優化 各項 參數 ,得 到 最好 的臨 界電 流密 度 為 1.4
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單波長與多波長反饋式布拉格雷射之結構及製造方法

單波長與多波長反饋式布拉格雷射之結構及製造方法

□ 主張專利法第二十六條微生物: □ 熟習該項技術者易於獲得,不須寄存 五、中文明摘要: 本案係為一種單反饋式布拉格雷及製造方法,該結係具有兩個區域,每一雷係 製於同一晶片上,其主要材料結係以同一次磊 晶成方式製成,而該結包含一活性材料層,用以 出特定範圍光;二披覆層,位於該活性材料 層兩側,以形成完整導結;一相移層,具一特定厚 度以控制該兩個區域布拉格的差值;一濕蝕刻停 止層,位於該活性材料層與該相移層間;以及一光 柵,係以一次全像曝光搭配乾蝕刻或濕蝕刻技術製於整 個雷上,具特定週期以決定光波;其中,該兩個 區域差別在於該相移層有無,該相移層有無造成 該兩個區域有效折射率不同,進而使該兩個區域布 拉格具有一固定差值。
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單波長與多波長反饋式布拉格雷射之結構及製造方法

單波長與多波長反饋式布拉格雷射之結構及製造方法

明內容】 [n] 本案主要目的係為提供分(WDM)路中所需的高性能單陣 列,並克服現有製作此在控制精確度上所遭遇的困難。所提出的方法可大幅簡 化單陣列的製程。以本方法製成的單具有項優點:可大 幅提高單良率、可有輸出功率、可在兩端鏡使用抗反射塗層以進一步提升穩 定度。將本方法用於製作陣列,可結合取樣光柵與DFB雷優點,使得相鄰雷 間隔和每一雷位置皆可以簡易方法精確設定。這種的方法製成的元件 可降低WDM器的價格,並增加其可靠度,可加速分路在未來高速資公路的應 用和展。
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智慧型高密度分波多工系統的前瞻光網路技術-子計畫一:高密度分波多工系統的異質接合光電積體電路(III)

智慧型高密度分波多工系統的前瞻光網路技術-子計畫一:高密度分波多工系統的異質接合光電積體電路(III)

(四) 結果與討論 A. 光偵測與放大電路 APD與PIN常被用於高速光偵測,Si CMOS則 方便相關控制電路的積體化與低電壓操作,於是 我們嘗試改善以CMOS 製造Si光偵測器,初步 設指叉狀的Si光偵測器結,經數次改良設 。我們利用TSMC CMOS製程,以64 µm × 64 µm積的晶片為基礎,製作一序列的淺pn + 接 ,以p + 區為圓心,其外圍繞著環狀n + 區,此乃 利用MOS結的源極與汲極來製作,如圖1所 示,分別稱為T1,T2,T3,與T4。此偵測器利 用製程技術來縮短距離,使光照所產生的電電 洞對,可以快速抵達電極,以此小積試低電 壓操作時。量測所得電流與光特性如圖2所 示,我們量測其光光譜,典型光譜特性如圖3 所示。分別在 1120 nm與850 nm出現峰值,電流 增加時,光功率隨著增加,峰值則向短波處移 動。我們也探討其光機制,以作為改善光與 光偵測應用,目前已有一些成果表於期刊論 文。 接著,我們設出轉阻放大器(TIA),利用 反相器來設放大作用,而以pMOSFET設回 授以改善光照響應其閘極可以作為增益控 制。電路的暗電流、響應度、量效率分別為0.1 nA、0.51 A/W、與0.903,其典型電路如圖4所示。
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雷 射 波 長

雷 射 波 長

4.2、拉曼光譜結果與討論 4.2.1、鈮酸鋰晶體 A 1 (TO)振動模理論算 已知鈮酸鋰是一種非常好的非線性光學元件,但由於鈮酸鋰的非化學量性 質,使其晶體存在本質缺陷,也能容納許外來原,影響其光學性質 1~4 ,然 而許摻入的雜質如鎂、鋅……,卻能大大改變其光學特性,因此鈮酸鋰晶體結 、成分、物理特性仍是許人所關注但未為大家熟知的部分。拉曼光譜學對於 研究鈮酸鋰晶體結、成份上小小的變化是很靈敏的,藉由某些光學聲模的阻 泥、頻率的位移及拉曼譜線的形狀、強度、半寬皆可得知相關息,為能詳細 解釋拉曼光譜線的變化,須由理論算去特性化正則振動模 A 1 (TO)的振動方式 等相關資,近來的理論算主要有兩種研究結果。
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