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成果簡介
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研究成果代表例子
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1.積體光學元件
(1)電光或熱光可調之鈮酸鋰微環形濾波元件 |
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本實驗室應用濕式化學蝕刻技術，在鈮酸鋰上製作出微脊形結構，提高光波導侷限光場能力，以構成環形半徑為100μm的微環形濾波元件，並應用於傳輸光波之特定波長的擷取與濾除。藉由鈮酸鋰的熱光效應和電光效應，可對其擷取或濾除波長進行調變，其具有元件尺寸小、調變 速度快、製作成本較低等特點。
(2)氧電漿製程微調濾波波長
微環形濾波元件對於製程精確度要求極高，因此需要進行製程後濾波波長的調整，以得到所需的濾波特性。 |
| 本實驗室提出應用氧電漿處理技術，來對製作在矽基板上之氮化矽微環形濾波元件之濾波波長進行調整，此方法具有波長調整範圍大、調整速度快、與標準半導體製程相容之優點。此研究在發表後，在光電專業雜誌Photonics Spectra有專文介紹(May 2005)。 |
(3)波長可調式極化轉換元件
光波導元件特性是和光極化方向有關，為了得到穩定的元件輸出，必須要能控制輸入光的極化方向。本實驗室提出在鈮酸鋰上應用質子交換製程所造成的材料
應力，藉由應變光學效應，來旋轉光波導中傳輸光波的極化方向，以構成極化轉換元件。再藉由鈮酸鋰具有的優良電光效應，來對極化轉換的光波長進行調變，成功的製作出波長可調式極化轉換元件。所製作的元件具有轉換效率高、製程簡單、生產成本低等優點，其創新的元件結構並已榮獲中華民國發明專利(專利號碼：發明第I 235858號)。 |
2.生化檢測技術
(1)電光調變表面電漿共振生化檢測技術 傳統的表面電漿共振感測技術，利用機械式改變入射角或改變入射光波長的方式，來對激發表面電漿波之入射光波的波向量進行調變，具有量測速度慢、易受振動干擾、和檢測解析度受限於旋轉解析度或光譜解析度等問題。本實驗室提出創新的電光調變表面電漿共振生化感測技術，利用外加電壓於電光晶體上所產生的介電係數之改變，來調變待測物的表面電漿共振特性，藉由偵測輸出光特性隨外加電壓改變之關係，用以偵測待測物濃度之變化。應用電光效應所發展之創新檢測技術可達到全電子化生化檢測的需求，具有解析度高、檢測速度快、儀器成本合適等特點。
在檢測技術的實現上，分成強度偵測和相位偵測兩部份，在強度偵測之電光調變表面電漿共振生化檢測技術的研究上，已榮獲中華民國發明專利(專利號碼：發明第I 273231號)和美國專利(專利號碼：7298488B2)。所發展的相位偵測之電光調變表面電漿共振的創新生化檢測技術，已榮獲中華民國發明專利(專利號碼：發明第I 324253號)和美國專利(專利號碼：7728979B2)。 |
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(2)雙極化檢測之表面電漿共振生化感測元件
由於只有TM極化光可以激發表面電漿波，因此先前只能使用單一極化光來檢測待測物特性，本實驗室提出使用脊形元件結構，可使TM和TE兩個極化方向的光在不同的波導表面產生表面電漿共振效應，因此可以在單一波導上進行雙生化物質之檢測，有效提昇單一晶片檢測生化物質之數目至增加一倍。此創新的元件設計已榮獲中華民國發明專利(專利號碼：發明第I245893號)。 |
3.創新元件製程
(1)製作底切或懸浮微結構之製程方法 底切微結構可應用在各種元件結構中，用以改善元件的效能，如：提昇元件操作頻率、增加載子侷限性、增加光場侷限性等。本實驗室提出創新的底切蝕刻結構製程技術，藉由在晶片表面進行選擇性離子佈植，於表面下方特定深度位置形成晶格破壞區，再由晶片表面進行局部區域的化學蝕刻。當蝕刻往下方進行至晶格破壞區時，蝕刻開始往橫方向進行，可將局部區域的下方蝕刻移除，形成底切微結構。本發明目前正進行中華民國發明專利與美國專利審查中。 |
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(2)製作垂直蝕刻側壁之製程方法
傳統蝕刻鈮酸鋰的方法中，可分成乾式蝕刻和濕式蝕刻兩種技術。乾式蝕刻技術具有蝕刻側壁垂直的特點，但是蝕刻速度慢、蝕刻表面較為粗糙、且蝕刻設備相當昂貴；濕式蝕刻技術具有蝕刻速度快、蝕刻表面平整、製作成本較低等特點，但是所蝕刻的側壁為圓弧或斜坡狀，無法用以製作垂直的積體化反射面鏡。本實驗室提出應用電場輔助質子交換的創新蝕刻技術，藉由外加電場控制質子在鈮酸鋰中擴散的方向，在進行化學蝕刻後，可製作出垂直的蝕刻側壁。此創新的元件設計已榮獲中華民國發明專利(專利號碼：發明第I 241650號)。 |
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