在本章會說明波導元件量測前的封裝?、切割以及研磨處理，再來將介 紹量測波導元件特性的光學系統，最後會針對所量得之波導元件之參數做 一個說明 ?
4-1 埋藏式高分子波導封裝：
當 sample 完成波導製作之製程後，在量測之前需要先做封裝研磨的處 理，以降低波導與雷射光耦合時的偶合損耗 ? 首先，將 sample 以氮氣槍吹 乾淨後放置平台上，在 sample 中央滴上適量之 UV 膠，然後蓋上 Pyrex-7740 玻璃，在 sample 上施以適當壓力，將多餘的 UV 膠和氣泡擠出，再以 UV 曝光機對 sample 和 Pyrex-7740 玻璃間的 UV 膠加以曝光固化，即完成波導 元件的封裝，圖 4-1 為波導元件封裝後之截面結構圖?
4-2. 高分子埋藏式波導切割及研磨:
將封裝好的波導元件底部擦拭乾淨後，然後將波導元件置於 Blue-tape 上，放置切割機之真空吸附陶瓷工作盤上，以鑽石刀切割
已封裝好之波導元件之前後端，使其元件量測頭尾端面露出，切割過
程中需以冷卻水冷卻切割面以及鑽石刀，避免因溫度過高而造成切割端面 及鑽石刀片的損壞 ?
接著，將切割完之波導元件放置於我們所設計之夾具，使量測端面露 出以便研磨，將夾具放至於切割機上之孔洞，在拋光絨布上進行拋光，首 先以顆粒孔徑為 0.3µm 的 Al2O3溶液進行拋光，而向下施加之壓力為 5 牛 頓，分別順時針拋光 90sec 和逆時針拋光 90sec，然後以超音波震盪機將其 上之 Al2O3顆粒清除 ; 再以顆粒孔徑為 0.05µm的 Al2O3溶液進行拋光而向 下施加之壓力為 5 牛頓，分別順時針拋光 120sec 和逆時針拋光 120sec，然 後以超音波震盪機將其上之 Al2O3 顆粒清除，以顯微鏡觀察後用氮氣槍吹 乾淨便可量測其波導元件之特性?而圖 4-2 為切割完之波導截面圖，如圖所
Silicon substrate
SiO2 UV-epoxy Pyrex-7740
BCB
Sol-gel
圖 4-1 波導封裝後之截面結構圖
示，經過切割之截面稍顯粗糙，故推論會有較大的耦合損耗，而圖 4-3 為 研磨完之波導截面圖，其截面經過二段式拋光後，呈現平滑面，因此推論 經過拋光後波導元件的耦合損耗會被降低 ?
圖 4-2 波導元件切割後之截面圖
圖 4-3 波導元件研磨後截面圖
4-3. 光學量測系統架設
為了量測已封裝好，並完成切割研磨程序之波導元件，需要架設一個 光學量測系統量測[11,12]波導元件的特性，其光學系統構造如所示?首先，
我們在系統的 coupler(耦合器)的 input 端光纖，其中一端利用透鏡打入波長 為 632.8nm 的 Hi-Ne Laser，做為量測時的對準光源 ; 而在另一端的 input 端光纖，則打入 1.3µm 的 laser diode(雷射二極體)光源，做為波導的損耗量 測光源 ? 接著，將 coupler 的 output 端光纖所打出的光，經過透鏡，再經 過 polarizer(極化器)，再經過透鏡聚焦到波導元件的 input 端，在系統的這 個部分可改變極化器的方向，分別量測 TE 極化和 TM 極化方向，光在波導 內部行進時的傳播損耗 ? 再來利用透鏡將波導元件 output 端的光聚焦至 detector(光檢測器)的中心，而 detector 則連接至 HP 4155 半導體參數分析 儀，detector 可將所檢測到的光強度，轉換成電流訊號，再利用 HP 4155 半 導體參數分析儀，便可計算實際量測到的光強度?最後，我們將所量測之電 流訊號帶入公式(1)中，即可計算 1.3µm lader diode 光源在波導元件裡所產 生的產生的傳播損耗 (propagation loss) ?而我們計算波導元件傳播損耗的 方法是回切法( cut-back method)[10]，也就是利用量測同一波導元件不同長 度的損耗，再由損耗及波導長度之相關對應圖中，來得知波導元件的傳播 損耗及偶合損耗 ?如以下公式所示， Pi 為波導輸入之光功率，Po 為波 導輸出功率，將波導輸出功率除以波導輸入功率的結果取 dB 值，即為波導
元件的損耗? 極化方向為 0.98dB/cm，極化相依損耗為 0.06dB/cm，而其耦合損耗為 TE 為 1.78dB ,TM 為 1.66dB?
TE:y = -0.9185x - 1.7839 Parameter analyzer 1310nm
Waveguide
Lens
Detector