陳彥宏

本實驗主要開發鈮酸鋰薄膜波導之不同製備方法，並分析及比較各方法之優缺點。本實驗將x-cut鈮酸鋰薄膜波導設計於單模條件下，並透過軟體R-soft之光束傳播法（Beam propagation method, BPM）模擬直波導、絕熱耦合器(Adiabatic coupler, AC)及晶片上的量子系統(Quantum system-on-chip, QSoC)之模態及光傳播情況。 模擬結果顯示，於絕熱耦合器(Adiabatic coupler)有效耦合長度為0.4mm，相比於傳統鈮酸鋰20mm-50mm之耦合長度大幅減小了98%; 並且於晶片尺寸5mm1mm0.5mm之QSoC得到25%:25%:25%:25%之分光比。 波導製備方法分為兩部分，共五種方法，第一部份(方法一、二、四)利用黃光微影、濕蝕刻及乾蝕刻技術於鈮酸鋰薄膜上蝕刻出脊型波導;第二部份(方法三)利用雙束聚焦離子系統(Dual beam-focused ion beam system, FIB)，於鈮酸鋰薄膜上蝕刻出線寬0.8m，側壁角度82之脊型波導，並量測TE偏振光總插入損耗~15.77dB，耦合損耗估計為14.19dB，傳播損耗估計為0.35dB/mm；TM偏振光總插入損耗為20.58dB，傳播損耗估計為25.75dB/mm。 另一方面，在與耶拿大學合作下，利用IBEE(Ion-beam enhanced etching)聚焦離子數蝕刻法(方法五)，成功量測到AC及QSoC模態分佈，其AC結構總損耗為22.19dB。 在未來工作上，由於此脊狀波導結構於鈮酸鋰薄膜上完成，有別於傳統的鈮酸鋰調制器，可將元件尺度縮小至微米等級，未來配合CMOS等級之電光驅動電壓，可以與矽光子學等相關技術進一步整合，作為重要的矽光子學中之主動調制元件並實現積體化元件。