設計與研製具繞射光學元件之綠色發光二極體/微型共振腔發光二極體(I)

研究計畫: 國家科學及技術委員會(原科技部) 國家科學及技術委員會學術補助

研究計畫-專案詳細資料

摘要

近年來以PMMA塑膠光纖為傳遞媒介的短距、低價區域網路已廣泛地被市場所採用。和傳統玻璃光纖相比,POF擁有低價格、容易和光源耦合、可繞曲且易於使用的優點。再者,POF對光的吸收損耗除了在650 nm有一局部極小值外,波長在510 nm ~ 570 nm範圍間,會出現一較寬闊且極低的光吸收損耗區域。因此,若以此波段作為塑膠光纖網路中的光源,將可大大提高資料傳送距離。另一方面,650nm波段所用的AlGaInP/InGaP異質結構材料由於導帶能隙差異小導致較差的載子侷限性。相較之下含氮材料擁有較優越的熱穩定性與載子侷限性,同時由於磊晶技術的進步,使得發光波長涵蓋此波段的InGaN/GaN材料系統已成為發光元件的主要選擇。目前短距離塑膠光纖所使用的光源是發光二極體(LED),主要是LED成本比雷射二極體(LD)價格較為便宜,然而在傳輸頻寬與日俱增的情形下,採用微型共振腔發光二極體將是不可避免的趨勢。這主要原因是MCLED具有以下一些優點:一是發光光譜純度較佳,可減少光色散(dispersion)的機會;二是光輸出功率較強,可增加資料傳輸距離;三是頻率響應較寬,可得較佳的傳輸速度;四是製程簡單、成本低。然而即使將LED進一步製作成MCLED結構,然無法避免MCLED內部光場部分貢獻給導波(guided wave),此導波份量乃無法予以萃取到外部而有效被利用。因此本計畫最重要目的在於引用微光學繞射結構於MCLED以增加光萃取效率。一般而言,最廣泛應用之繞射元件即是光柵結構,原理上藉由光柵結構提供額外空間頻率而達到光場重新分佈的效果。為達到增加導波萃取效率,本計畫藉由FDTD軟體審慎設計光柵週期、光柵幾何結構並配合製程控制蝕刻深度以完成高效率MCLED元件製作之目標。本計畫共分三年執行,年度預定成果如下:第一年:完成製作具單邊反射鏡面之520nm LED元件第二年:完成製作MCLED元件,結構上以金屬電極充當上鏡面輔以製作AlGaN/GaN布拉格(DBR)結構充當下鏡面第三年:完成製作具備微光學繞射結構之高效率MCLED元件。

Project IDs

系統編號:PB9609-5434
原計畫編號:NSC96-2221-E182-050
狀態已完成
有效的開始/結束日期01/08/0731/07/08

Keywords

  • 光電工程
  • 塑膠光纖
  • 微型共振腔發光二極體
  • 氮化鎵
  • 微光學繞射結構

指紋

探索此研究計畫-專案觸及的研究主題。這些標籤是根據基礎獎勵/補助款而產生。共同形成了獨特的指紋。