Abstract
側磨光纖自1980年以來被應用於主動或被被動式元件上。為了要有效地影響光纖內傳播的光, 使消逝波耦合出光纖外, 則常要求側磨深度至距離光纖蕊心僅數微米, 甚或更近的範圍。但是傳統的側磨方式有其瓶頸, 此乃本篇論文之研究動機。在本篇論文中, 我們成功的研究出一種新的側磨方式製造側磨光纖, 並且自行設計了一台可信度頗佳的研磨機、至於整個實驗過程大致上為, 利用電腦輔助設計畫出光罩上原始的圖案, 再接著做光罩。此光罩是用電子束微影投術製造出來的, 其解析度可達一微米。我們在三英寸晶片上長一層氧化層, 上光阻、曝光, 顯影然後藉由矽晶片方向性蝕刻大小不一性質做出 V－型槽。接下來用膠水將去覆被之光纖放在 V－型槽中, 然後開始用研磨機研磨光纖。我們所研磨的光纖全為514-nm單模光纖, 研磨這種規格光纖之理由是往後將拿它們來做光纖染料雷射之用。我們在研究磨過程中可以隨時中斷, 以精密之高低度測試儀掃描該時刻的研磨情況剖面圖。我們加入折射率不同的液體於側磨面上, 其消逝波藕合情形就不同。大抵上, 當液體折射率介於纖心與纖蕊之間時, 光纖內消逝波有最大耦合效率, 我們提出一個可以預測側磨光纖各種參數;諸如波長, 纖心半徑, 研磨深度等對光纖衰減響應度的關係。其預測值和我們實驗所得數據極為吻合。據我們了解, 此種比較研究為本實驗室首先提出。經反覆測試,我們已能精確控制研究磨精確度至±0.25微米的範圍, 側磨引起的散射損失在此可以忽略, 因為我們使用顆粒極為細小的研磨液及研磨墊。經我們側磨出的514-nm光纖其有效作用長度約為8.3厘米,遠大於由玻璃劃出的溝槽所達極限1?2厘米。所以本實驗結果使得往後在製作各種相關元件如切換器, 極化器, 耦合器等變得極具潛力, 在末尾我們介紹了其中一種應用--由側磨光纖所發展出的放大器染料雷射, 這也是目前我們正和物理系共同研究, 另一個較具挑戰性的課題。