王維新臺灣大學:電子工程學研究所曾瑋驊Tseng, Wei-HuaWei-HuaTseng2010-07-142018-07-102010-07-142018-07-102008U0001-1507200817035900http://ntur.lib.ntu.edu.tw//handle/246246/189109本論文以探討焦磷酸混合己二酸在鈮酸鋰基板上進行質子交換，再配合濕式蝕刻方式在鈮酸鋰上製作脊形光波導元件。在製程方面，先嘗試不同的質子交換溫度和時間，再用氫氟酸和硝酸的混合液進行濕式蝕刻，以製作出脊形結構。 接著用掃描式電子顯微鏡觀察脊形的斷面，量測脊形的高寬比。此外，再用原子力顯微鏡對蝕刻後的平面進行掃描，以確認本文提出的質子酸源所造成的表面粗糙度仍適用於製作光通訊元件。 光學量測方面，則先製作具有脊形斷面的S 形彎曲波導，量測其傳輸率，觀察脊形結構對光的侷限性，以證明所製作的脊形能增加光的傳輸能力。此外，亦針對直波導使用逆切法，來量測波導的傳輸損耗，並將量測結果與表面粗糙度、傳輸率作比較，以確認其關聯性。Mixed pyrophosphoric acid and adipic acid are used as the solution for protonexchange in LiNbO3. For testing, the proton exchanged areas are obtained by using various temperatures and times. Then, the exchanged areas are wet etched with mixed hydrofluoric acid and nitric acid to reveal ridge structures for optical waveguide devices. Scanning electro microscopy is then used to investigate the end faces of the ridge structures and measure the aspect ratios. Moreover, the etched surfaces are scanned by atomic force microscopy to make sure if the overall roughness is small enough for the fabrication of devices for optical communication. For optical characterization, ridge-type S-bend waveguides are fabricated for measuring the transmission ratios to confirm the optical confinement of ridge structures, experimental results show that the steeper ridge structure fabricated by the proposed proton-exchange source can give rise to larger optical transmission ratio.Moreover, the optical transmission loss is measured by the cut-back method to study the effect of surface roughness on the transmission ratio.第一章 緒論 1-1 研究背景 1-2 研究動機 2-3 內容簡介 2二章 研究方法 3-1 研究目標與架構 3-2 鈮酸鋰簡介 3-3 光特性量測 7-3.1 量測系統 7-3.2 逆切法 8三章 脊形結構、質子交換與蝕刻 9-1 質子交換溼式蝕刻法之製程簡介 9-2 蝕刻行為 10-3 質子交換 12-4 脊形結構 14-4.1 製作流程 14-4.2 脊形外觀 16-4.3 表面粗糙度 22四章 光波導特性量測 26-1 光波導製作 26-1.1 先製作平面波導再蝕刻脊形 26-4.2 先蝕刻脊形再製作光波導 28-2 脊形光波導之量測 30-2.1 Ｓ形彎曲波導傳輸率 30-2.2 光波導損耗 35-2.3 不同質子酸源的脊形光波導損耗之比較 36五章 結論 40考文獻 42英文名詞對照表 462326320 bytesapplication/pdfen-US鈮酸鋰脊形光波導積體光學質子交換溼式蝕刻lithium niobateoptical ridge waveguideintegrated opticsproton exchangewet etchingthesishttp://ntur.lib.ntu.edu.tw/bitstream/246246/189109/1/ntu-97-R95943152-1.pdf