王維新臺灣大學：電子工程學研究所沈欣穎Shen, Hsin-YingHsin-YingShen2007-11-272018-07-102007-11-272018-07-102006http://ntur.lib.ntu.edu.tw//handle/246246/57703本論文探討在Z切鈮酸鋰基板上成功地以鎳金屬擴散式以及鎂誘鋰外擴散式製作出適用於藍光波段(473nm)的單模態通道式光波導；實驗結果顯示不但擴散時間較傳統鈦擴散式波導來得短暫，亦無需添加鋰離子平面外擴散層的抑制劑。根據實驗所製作出鎳波導的普極化線寬為1.6μm，非普極化線寬僅約1.3μm，比鈦波導線寬來得窄，所以製程上較為困難；鎂誘鋰波導線寬則是4μm。 由於操作於短波段，筆者亦嘗試量測該兩種直波導的光折效應，並另外量測了鎂誘鋰式方向耦合器的光折效應。結果推斷兩者在藍光波段抗光折能力的表現上皆比鈦波導略為遜色。Both nickel-indiffused (NI) and magnesium-oxide-induced lithium outdiffusion (MILO) optical waveguides on Z-cut lithium niobate at blue laser wavelength (473nm) are successfully fabricated for the first time. Experimental results show that the diffusion time is shorter than that of the conventional titanium-indiffused (TI) waveguide, and no extra suppression of unwanted lithium outdiffusion is required. By trial-and-error, the width of single-mode NI waveguide is found 1.6um for the ordinary polarization and becomes 1.3um for extraordinary one, which are narrower than that of the TI waveguide. However, the width of single-mode MILO waveguide is 4um, which is wider than that of the TI waveguide. Moreover, the photorefractive effects of straight waveguides are measured, and so is the directional coupler of MILO. The results show that both kinds of waveguides perform less resistant to blue laser than the TI waveguide.第一章 緒論 1 1-1 研究背景 1 1-2 研究動機 2 1-3 內容簡介 3 第二章 藍光光波導之設計 4 2-1 鎳金屬擴散式光波導之簡介 4 2-2 鎂誘鋰外擴散式光波導之簡介 5 2-3 光折效應原理 9 2-4方向耦合器之簡介與設計概念 13 第三章 藍光光波導之製作與結果 16 3-1光波導之製程步驟 16 3-1.1 晶片切割 16 3-1.2 光微影術 17 3-1.3 鍍膜技術 18 3-1.3.1鎳擴散式 18 3-1.3.2 鎂誘鋰外擴散式 19 3-1.4 掀離法 19 3-1.5 高溫擴散 19 3-1.5.1鎳擴散式 20 3-1.5.2 鎂誘鋰外擴散式 20 3-1.6 研磨拋光 20 3-1.7波導特性量測 21 3-2波導製作結果與討論 22 3-2.1 鎳擴散式 22 3-2.2 鎂誘鋰外擴散式 23 第四章 光折效應量測 26 4-1 本論文中所嘗試的量測方法 26 4-1.1 記錄輸出光點的光功率值 26 4-1.2 記錄輸出光點的影像 28 4-2 直波導的光折效應量測結果 28 4-2.1 鎳擴散式 28 4-2.2 鎂誘鋰外擴散式 30 4-3鎂誘鋰外擴散式方向耦合器之光折量測 32 4-4結果與討論 36 第五章 結論與未來展望 40 5-1 結論 40 5-2 未來展望 40 參考文獻 42 中英文名詞對照表 462043073 bytesapplication/pdfen-US鈮酸鋰,藍光雷射,光波導,鎳擴散,鎂誘鋰外擴散Lithium niobate, Blue laser, Waveguide, Nickel indiffusion, Magnesium-oxide-induced lithium outdiffusionthesishttp://ntur.lib.ntu.edu.tw/bitstream/246246/57703/1/ntu-95-R93943161-1.pdf