學位論文
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Item 石墨烯於混合光聲生物感測器和太赫茲電漿波導之應用(2021) 許永周; Hsu, Young-Chou隨著科技發展進步，人類對電磁頻譜上最後一塊拼圖「太赫茲」越來越受重視，因此太赫茲的元件發展也顯得非常重要，本篇論文結合二維材料石墨烯的費米能階具有調變性的特點，利用有限元素法進行二維的石墨烯表面電漿子的元件設計與應用，並且分成兩個部分進行研究:第一部分石墨烯表面電漿波導設計。由於石墨烯的能帶結構特殊因此又稱為半金屬，能夠產生表面電漿在石墨烯與介電質之間傳遞；又因為石墨烯的邊界條件使橫向電波(Transverse Electric Wave, TE)也能夠產生表面電漿在石墨烯表面，不同於傳統只有在橫向磁波(Transverse Magnetic Wave, TM)才能夠在金屬表面產生表面電漿；並探討其傳遞距離(Propagation Length)與衰減深度(Decay Length)與TM極化表面電漿比較。 第二部分混合光聲生物感測器。由於石墨烯混合電漿生物感測器只能針對樣品的折射率做測量，所以當兩個待測物的折射率相同時會無法分辨兩者待測物，因此結合聲波於感測器上，利用不同待測物所固有的應力係數區分待測物，以達到更有效率的辨識待測物來源。Item 內含二極體之矽上微環共振器之研究與應用(2006) 朱志達; Chih-Ta Chu本文提出以絕緣層上矽晶為基材之微環型諧振器並應用自由載子電漿效應所組成之主動光學元件開關器；我們提出了元件的設計並對元件參數進行優化。將環形波導區域結合二極體之結構以電壓調變環形波導區域中雜質的濃度變化，以電子電洞對分離及再復合的載子濃度變化來改變其折射率，藉此從波導的輸出端擷取出不同的特定信號，並於此論文中設計微環形共振腔的幾何結構對其共振波長的影響並探討其傳送功率值、串音干擾及耦合效率之影響特性分析。 接著，我們將此光學元件開關器應用於高密度分波多工的光開關網路系統中，並對其路徑損失、訊噪比及開關元件數在不同開關系統中作比較分析。利用這新的光學元件開關器，可以有效的減少元件尺寸，並可達到任意選取特定信號至不同的輸出端，如此才可充分利用有限的波長資源。最後，本文提出一新型光波長路由架構並對其通道數增加進行分析。Item 32×32光學能隙型波長交換器之研究(2004) 蔡君偉; Chun-Wei Tsai本文提出利用絕緣層上矽晶並結合一維光學能隙共振型濾波器及二維光學能隙大角度轉折波導所組成之32×32光學能隙型波長交換器。在一維光學能隙共振型濾波器，我們利用一維光子晶體週期性結構及λ/4的相位移技術設計出高傳送功率、低插入損失及高品質因素的共振型濾波器。在二維光學能隙大角度轉折波導，我們利用二維光子晶體週期性結構及線狀缺陷的技術並針對不同的能隙結構來控制光在波導中行進的路徑，以便達到縮小積體光學元件之體積。 在32×32光學能隙型波長交換器，我們著重提出一有效的路由自動交換方式並結合光學能隙晶格及多模干涉區所組成之光學能隙型波長交換器，我們在多模干涉區上側摻雜如同光學能隙晶格型之週期排列的硼和磷離子，再利用電壓調變多模干涉區中光學能隙晶格型之雜質的濃度變化，利用雜質的變化來改變折射率，藉此從波導中取出特定信號，以達到可控制特定波長信號的路由路徑。接著，我們將此可調式32×32光學能隙型波長交換器應用於高密度分波多工的傳輸網路系統中，如此可達到充分利用有限的波長資源的目的。