Abstract
本研究主要是研究以二氧化矽為主的平面光波導（planar waveguide）製作光開關（Optical switch）的設計與製程，可應用於高密度波長多分工器（Dense wavelength division multiplexer）系統。目標是以光干涉式3dB耦合器（Mach-zehnder interferometer）元件為架構，設計並製作出2x2平面光波導熱光開關。在設計方面，吾人所使用基本理論基礎是以模態分析法（BPM），並套用商業用光波導模擬軟體(BeamProp)來設計光開關，以期設計出最佳化之結構參數，並結合製程上所產生之誤差來討論理論與實際之間的差異。以Silica-base為主的元件擁有與光纖同一材質因而有傳播損失小，且可積體化，反應時間小等特殊性質而廣受矚目。本研究選用Si3N4/Si/Si3N4的基板，先製作電極於基板上，利用電漿輔助化學氣相沉積（PECVD），成長二氧化矽與摻雜(Doping)其他元素，造成折射率改變，作為平面光波導的緩衝層（Buffer layer）及導光層（Core layer），並利用活性離子蝕刻（RIE）製作山脊型波導管（Ridge-type waveguide）結構，接下來再利用電漿輔助化學氣相沉積成長二氧化矽，當作覆蓋層保護元件，最後再把覆蓋在電極上方的二氧化矽利用溼蝕刻方式清除，連接導線，以電極加熱利用其溫度改變之熱光效應（Thermal-optic effect）來調節導光層折射率，導致光傳輸的相位差來達到Switch的效果。