Abstract
此論文主要是探討在大尺寸能維持單模態(single mode)的光波導型態下，所設計的一分二之分光器。以往而言，針對Y型分光器來說，通道式波導(channel waveguide)，為了讓光傳播時的耗損減小使得分光效率增加，便會將導光層(guided layer)的折射率(refractive index)加大，可是如此需要以更小的尺寸才能達到單模態。而另一方面為了讓光纖連接光波導時，使其光耦合耗損(coupling loss)降低，所以便欲將光波導的尺寸大小與光纖符合，可是當尺寸與光纖符合便會導致高模態的產生，為了解決這個問題，所以便想用脊狀式波導(rib waveguide)來達成在折射率差大或波導尺寸大時，亦能維持單模態。 一開始我們先使用等效折射率法(effective index method)作簡易的數值分析，討論平板(slab)厚度對脊狀式波導的影響。後來發現當導光層的折射率加大時，slab厚度需加大才能維持單模態，而當slab厚度加大時，相對的使分佈在slab中的衰減波(evanescent wave)也增長，且對一分二的多模干涉式(multimode interference，MMI)分光器而言，亦會增加元件分光所需的長度和影響分光的效果，所以slab加大時脊狀式波導雖然能夠使波導維持單模態，可是對光耦合效率和分光效率皆有很大的影響。 於是，就有想改善此效果的想法。在使用beam propagation method模擬的歸納之下，便發現在脊狀式波導中加上一高折射率的薄層後，可改善因為slab厚度加大導致衰減波增長的缺點，使得衰減波縮短，而且能提升因為slab加大後而降低的光耦合效率和分光效率，本篇論文討論了一分二的多模干涉式分光器和Ｙ型 (Y branch) 分光器，在應用此結構後光耦合效率和分光效率上皆有改善，然我們在製程上製作了一般脊狀式波導型式的一分二多模干涉式分光器，於後，亦會討論一般脊狀式波導型式的一分二多模干涉式分光器的製作過程。