本計畫執行成果豐碩，重要研究突破及成果如下：
子計畫一 子計畫一 子計畫一 子計畫一
1. 共平面結構分佈反饋式雷射與電致吸收調變器積體化的元件與製程設計共平面結構分佈反饋式雷射與電致吸收調變器積體化的元件與製程設計共平面結構分佈反饋式雷射與電致吸收調變器積體化的元件與製程設計共平面結構分佈反饋式雷射與電致吸收調變器積體化的元件與製程設計
最佳的波長位移量範圍為52至64 nm，因為在相同的條件下（ER>18 dB，TL<10 dB），其 操作偏壓較低（Vpp=1.2 V）。經由量子井混合效應的結果，其熱回火溫度在675oC，時間為90 秒時，所達到的位移量為60.1 nm，符合最佳波長位移量分析出來的結果。
2. 高速光通信系統及元件高速光通信系統及元件高速光通信系統及元件高速光通信系統及元件
我們設計一個具 10Gb/s高速雙向傳輸的 WDM-PON系統，其特點為應用本實驗室已開 發用於氣體偵測的雙波長 DFB 雷射光源，作為 OLT 的主要光源。輸出的兩個波長分別是 S-band與L-band，所以使用S-band的波長來傳送下行訊號。而L-band光源可以注入到ONU 端，作為上傳訊號用途。特點二為此網路結構設計成交叉調變模式，實驗證實能有效抑制雷 利散射的影響。訊號傳輸品質的量測結果，上下行光接收機之靈敏度皆位於-19～-20dBm，符 合系統功率的預算，下行路徑的功率損耗為21.5 dB 及上行路徑的功率損耗為18dB。 3. 光纖通信系統光纖通信系統光纖通信系統光纖通信系統之應用之應用之應用 之應用
本實驗室設計與製作出一具有垂直式錐形波導的InGaAsP /InP FP雷射光源，使用簡單和 低成本有限擴散蝕刻的方法加以實現，在於500μm的雷射總腔體長度，包含200μm長度的錐 形波導長度的結構設計，可以輸出8.566mW的輸出光功率，轉換效率為16％，當800μm的總 雷射腔長度，其中錐形波導長度為500μm結構時，得到5.197 mW的輸出光功率，以及10.8％ 的轉換效率。也驗證了此FP雷射應用了注入光鎖定模態技術，可以得到超過30dB 的 SMSR 的單模態輸出，在100mA的偏壓電流條件下。因此認為，這種內含垂直錐形波導設計的InGaAsP /InP FP雷射光源器的設計，是作為WDM-PON系統中ONU光源的理想選擇。
子計畫二 子計畫二 子計畫二 子計畫二
1. 光網路光網路光網路用戶端光網路用戶端用戶端用戶端上行上行上行上行 IL-FP-LD 光源設計光源設計光源設計光源設計：
研究注入鎖模IL-FP-LD雷射的下行光注入技術，並且在用戶端進行上行與下行雙向傳輸 研究，探討多通道訊號傳輸技術。
2. 數位電視廣播與數位電視廣播與數位電視廣播與數位雙向傳輸架構數位電視廣播與數位雙向傳輸架構數位雙向傳輸架構數位雙向傳輸架構設計設計設計：設計：：：
在高處訊號接收後，利用廉價雷射傳輸DVB-TV訊號給電視訊號收視不良區用戶，並且 在用戶端可以數位電視廣播與上行和下行同時進行數位雙向傳輸架構分析。
子計畫三 子計畫三 子計畫三 子計畫三
1. 波長可調光纖雷射波長可調光纖雷射波長可調光纖雷射波長可調光纖雷射
設計線性型波長可調光纖雷射，分別利用光循環器與反射鏡當作雷射共振腔之端面，而 波長可調光纖光柵研製來當作掺鉺光纖雷射。並且利用一對多的光開關（OSW）來提升可調 頻帶區域。光纖雷射規格可達0.2nm波長精確度有57dB之旁模抑制比，其他優點包括極化無 關、無波長對準問題、殘餘泵激功率可以重複使用、容易擴展使用波段。
2. 多特性光纖放大器多特性光纖放大器多特性光纖放大器多特性光纖放大器
使用單一泵激光源設計之混成C+L Band EDFA/RFA，C Band是用摻鉺光纖放大器原理，
而L Band 是用拉曼位移原理。而其功率等化與色散管理都建構在光纖光柵放置與特性調整。
為解決色散不匹配問題，將不同波長之數根光纖光柵置於光放大器的不同位置，控制各個通 道的傳輸長度。而WDM增益等化議題，可藉由藉由精確的控制光纖光柵的反射率，達到最大 輸出功率變動量小於± 0.5dB並且多波道色散管理。這種光纖放大器家族之研究；已完成包括 串聯式、並聯、橋接式等設計，它們之間的功能與優點各有千秋。
3. 分分分分波多工被動光網路監測系統波多工被動光網路監測系統波多工被動光網路監測系統波多工被動光網路監測系統
提出兩種分波多工被動光纖網路監控系統，在光路終端使用光時域反射儀(OTDR)同時監 測多個信號，利用光開關切換信號，監測多個輸入和輸出端口，以改善OTDR的特性之不足。
利用陣列波導光柵（AWG）具有m × FSR（自由空間範圍）的分離機制，使得不同作為之下 行信號和監測信號通過陣列波導光柵。即使所有頻道連接到共有終端機或斷點發生在同一距 離等情況，仍可正確找出故障發生的位置而且沒有盲點(Dead zone)發生。
子計畫四 子計畫四 子計畫四 子計畫四
1. 固定式光衰減器固定式光衰減器固定式光衰減器固定式光衰減器及及及機械式手動操作及機械式手動操作機械式手動操作可調光衰減器機械式手動操作可調光衰減器可調光衰減器可調光衰減器
利用一顆光隔離器及不同磁力與尺寸大小之強力磁鐵，即可輕易地配置出任意衰減量之 固定式光衰減器。利用永久性磁鐵與光隔離器距離之遠近來控制磁場強度，進而控制光訊號 經過光隔離器的光功率大小。
2. 電控操作型可調光衰減器電控操作型可調光衰減器電控操作型可調光衰減器電控操作型可調光衰減器及及及及方向性光閘方向性光閘方向性光閘方向性光閘
我們改用市面上規格量產的電磁吸鐵控制磁場強度，以改變光功率大小。當光隔離器在 兩顆大尺寸永久性磁鐵並列吸附或外加電磁裝置操作在最大電流下，可達成方向性光閘功能。
3. 提升提升提升提升 OTDR 光纖斷點解析能力技術光纖斷點解析能力技術光纖斷點解析能力技術光纖斷點解析能力技術
為了大幅提升OTDR的空間解析能力，我們設計出光極化濾波模組與OTDR的結合。當 相近的光纖斷點事件也能清楚地分離出來。有效應用PON的監測。
4. 光通道故障偵測系統光通道故障偵測系統光通道故障偵測系統光通道故障偵測系統
使用便宜的同軸包裝型FP-LD作為ONU端之光通道故障監測回報單元。FP-LD背部PD 負責接收OLT端發射的監測光信號，當識別頻率相符時，則啟動FP-LD回報ONU端之狀態 音頻信號至OLT端。本監測系統價格便宜、省電，平常FP-LD呈現off的待機狀態，只有當 掃頻光源的頻率與識別頻率相同時才會驅動雷射回傳狀態音頻信號，實驗證明此系統能正確 地判斷光通道故障之狀態，包括：光纖路徑及ONU的故障狀態。
5. OLT 端通道漂移監控端通道漂移監控端通道漂移監控及穩定端通道漂移監控及穩定及穩定及穩定技術技術技術技術及及及及光信號明滅比監測技術光信號明滅比監測技術光信號明滅比監測技術光信號明滅比監測技術
本項技術設置一顆Fabry-Perot etalon於OLT 端作為提昇多通道的光訊號ER值，etalon 的反射光功率作為直接調變雷射(DML)波長漂移量的監測及控制。反射光訊號的光功率具有 區域最小值(local minimum)，此一區域最小值可作為DML最佳達成DML光頻率漂移監控及 穩定的功能。為了監測近端OLT以及遠端ONU光傳送器之光信號明滅比，我們也發展光頻 譜分析法以OSA加以實現。
6. 雙向雙向雙向雙向光訊號品質提昇技術光訊號品質提昇技術光訊號品質提昇技術光訊號品質提昇技術
使用一顆 etalon 設置於 OLT 端，架構出新式基於 RSOA 的 WDM-PONs 架構，可提升
10-Gbps下行光訊號明滅比值與降低1.25-Gbps上行光訊號強度雜訊。我們提出具有相同共振
腔的FP-LD來取代，FP-LD本身具有端面反射，因此入射到FP-LD的光源會再反射放大，利
用反射放大兼濾波的效果來提升光信號ER值，將具有更多的優點。
7. 可逆光循環器可逆光循環器可逆光循環器可逆光循環器
我們運用先前開發電控型可調光衰減器的磁力控制技術於四埠光循環器上。讓原本固定 光循環方向之四埠光循環能夠按照外加磁力控制單元的信號來改變光循環方向，即順時針或 逆時針導光，該四埠光循環器稱為可逆光循環器。
8. 新式新式新式新式 2x2 非互易非互易非互易光開關非互易光開關光開關及應用於光開關及應用於及應用於及應用於 WDM-PON 保護機制保護機制保護機制保護機制
利用兩顆可逆光循環器相互結合可以形成特殊的2x2光開關。一般只有Bar狀態與Cross 狀態，而我們所設計出的光開關具有四種狀態，我們稱為新式2x2非互易(non-reciprocal)光開 關。由於它的特殊狀態，讓我們在設計WDM-PON保護機制時更具有彈性。
9. 新式光放大器新式光放大器新式光放大器新式光放大器
四埠可逆光循環器與雙向光增益單元的結合可形成，可逆光放大器。對於日愈蓬勃發展 的光網路，這樣的光放大器可以提供網路設計者在規劃光網路拓撲時更具有彈性，同時也可 以降低整體保護路徑的成本。