光子晶片工具箱(toolbox)元件

1. 耦合元件 (黃中垚、謝嘉民、黃遠東)

(a) 已完成寬頻非週期偏極分光器元件製作，將進行偏光調 變近場光學顯微鏡測量驗證奈米元件形態雙折射。

(b) 探討光子晶體元件與光纖的耦合損耗機制方面，已完成 光柵、漸進式結構、ARROW 架構之光子晶體元件耦合

z是 {否

z是 {否

z是 {否

機制。漸進式結構 z-taper 的最佳設計由計算驗證可達 97%的光纖與光子晶體的耦合效率，另外也針對光纖纖 與波導架構探討其耦合損耗機制，並提出最佳化設計結 構。在計算上的改進，比較2D FDTD 和 3D TDFD 計 算結果發現加入適量的有效折射率虛部後2D FDTD 可 精確反應損耗機制，並有效節省計算時間與資源。

2. 平面光路與光子晶體(PLC-PBG)整合技術

(a) 被動光網路(PON)的關鍵波導元件 (李三良教授) (1) 在 PON 的發射接收機中，1×2 或 2×2 光耦合器經

常被用來建造 1.3/1.55µm 雙工濾波器，以分離兩 個波長的輸入和輸出訊號。同樣地，耦合器也需要 工作在兩個波段上。我們提出 1×N 雙波段分光器 的設計。多模干涉耦合器在各種積體光學電路中，

已被廣泛的用來分離或合成光訊號，因為它具有小 型化、對偏極化和波長不敏感、和製程誤差容忍度 高等優點。我們提出一個新的概念來設計小型化雙 波段MMI 分光器，並以此分光器組成馬赫任德干

z是 {否

涉式光開關。

(2) 初步已提出 1×2-4 的分光器的設計。持續研究發現 藉由光埸大小的容許度，有新的規則可達成雙波段 的分光器，並且在MMI 波導中以數個 PIM 局域的 置放可達成取短分光的目的

(3) 利用光子晶體波導為設計元件，發現在雙波解多工 上尚具有高廣頻寬直通帶(Bar state)及較小頻寬的 交越帶(cross state)，設計找出雙波解多工元件之趨 勢

(b) 光子晶體波導的關鍵元件 (謝文峰教授)

(1) 發現光子晶體線缺陷波導方向耦合器之新奇物理 現象，並據以完成非常緊緻的雙波長分光元件之設 計(Dual wavelength demultiplexing by coupling and decoupling of photonic crystal waveguides)。

(2) 發現光信號進入光子晶體線缺陷波導的有效方 法，可能解決光子晶體線缺陷波導輸出入耦合問題 (High-Efficient Coupling between External and

z是 {否

z是 {否

z是 {否

z是 {否

Photonic Crystal Waveguides by Longitudinally Shifting Waveguide Junctions)

3. 發展負型光子晶體材料，以應用於突破繞射極限的微型光學 成像系統(陳志隆、謝文峰、郭浩中)

(a) 提出數種更小晶胞面積之斷裂環型共振環結構，並成功 發展出製作負折射率左手材料新製程(New fabrication technique for left-hand devices with high filling factor) (b) 使用變形斷裂環型金屬結構之負折射率材料設計超解

析光學成像元件，成果已提出兩項專利申請。並完成微 波波段實驗驗證，波長1.5 µm 之樣本製作以實驗正加 緊進行中。

(c) 與 LED 和 VCSEL 結合之光子晶體結構之光學波段樣 本製作較為困難，目前正就1.5 µm 波段進行實驗。

4. 主動性光子晶體元件 (李柏璁，郭浩中)

(a) 二維光子晶體瑕疵共振腔雷射的製程技術

完成製作單缺陷InGaAsP-QW Photonic Crystal Defect Laser，發光波長 1.55µm。將進一步以近場顯微鏡分析

z是 {否

z是 {否

z是 {否

z是 {否

其奈米共振腔腔模分佈。

(b) 二維光子晶體面射型共振腔雷射

完成面射型雷射與光子晶體共振腔之設計，成功製作 Photonic Crystal Defect VCSELs，發光波長 850nm。可 於電激發下室溫操作，可單模輸出，SMSR > 50 dB，

光功率大於1mW，證明光子晶體控制橫模的可行性。

未來將進一步研究橫模控制與光子晶體結構的關係並 建立可量化之模型。

z是 {否

合計 落後項數=0