一分四的多模干涉分光器的制造方法
【專利摘要】本發(fā)明提供一種一分四的多模干涉分光器，包含：一基板；一高分子聚合物層，位于該基板之上；一脊形區(qū)，位在該高分子聚合物層，位于該基板之上。該脊形區(qū)具有一光輸入波導(dǎo)區(qū)、與該光輸入波導(dǎo)區(qū)連接的一多模干涉區(qū)及與該多模干涉區(qū)連接的四個(gè)光輸出波導(dǎo)區(qū)；其中該多模干涉區(qū)的寬度為28.08微米，而長(zhǎng)度為217.9微米。借由上述的多模干涉區(qū)設(shè)計(jì)，可使一分四的多模干涉分光器具有較短的長(zhǎng)度及可以較為簡(jiǎn)易、低成本的制造工程制作。
【專利說(shuō)明】—分四的多模干涉分光器

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種一分四的多模干涉分光器，特別是涉及一種具有縮小尺寸的一分四的多模干涉分光器。

【背景技術(shù)】
[0002]光纖網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)在網(wǎng)絡(luò)技術(shù)中已有數(shù)十年的時(shí)間，隨著頻寬需求日益提高，因此光纖網(wǎng)絡(luò)也成為確保網(wǎng)絡(luò)服務(wù)質(zhì)量的重要項(xiàng)目。
[0003]較先進(jìn)的光通信網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)上，其通常要求信號(hào)路由以及耦合到其它元件時(shí)，具有較大的頻寬、較小的尺寸、高制造工程參數(shù)變化的容忍度、穩(wěn)定的輸出、偏振的不敏感性、低功率損耗等。基于上述的種種要求，現(xiàn)有的積體化元件結(jié)構(gòu)已無(wú)法滿足需求，因此近年來(lái)，為了迎合多樣化光信號(hào)傳輸效能，使用多模干涉(multimode interference, MMI)來(lái)構(gòu)建光被動(dòng)積體元件已日益增加。由多模干涉效應(yīng)所構(gòu)建的元件，因具有容易制作、穩(wěn)定的分光t匕、與低串音干擾等優(yōu)點(diǎn)，較復(fù)雜的光電積體化網(wǎng)絡(luò)可在多模干涉元件的基礎(chǔ)上而快速的建上起來(lái)。
[0004]一種現(xiàn)有的多模干涉分光器例如可由Y型分光器所制作，圖1為一現(xiàn)有的由Y型結(jié)構(gòu)所制作的一分四的多模干涉分光器示意圖，該一分四的多模干涉分光器包含三個(gè)1x2的Y型分光器50A、50B、50C以形成1x4的分光功能。雖然未在此圖中畫出該一分四的多模干涉分光器的正確比例，但是實(shí)際上以Y型分光器50A為例，其包含一輸入波導(dǎo)52及兩個(gè)輸出波導(dǎo)54A、54B;且為了使自輸入波導(dǎo)52所輸入的光線充分均勻耦合到兩個(gè)輸出波導(dǎo)54A、54B，兩個(gè)輸出波導(dǎo)54A、54B之間須具有極小的夾角，造成一分四的多模干涉分光器的整體長(zhǎng)度會(huì)變得很長(zhǎng)。這會(huì)產(chǎn)生許多缺點(diǎn)，如不利于元件的小型化，及制作過(guò)長(zhǎng)的波導(dǎo)部分會(huì)對(duì)制造工程的精確度要求更高。
[0005]再者，市面上常見(jiàn)的光波導(dǎo)分光器模塊，可利用沉積二氧化硅后再制作成通道波導(dǎo)(channel waveguide)分光器模塊,或是鋰酸銀經(jīng)過(guò)金屬擴(kuò)散后制成分光器模塊,然而上述的制作方式會(huì)有制造工程復(fù)雜、成本高及制作時(shí)間長(zhǎng)的缺點(diǎn)，因此也需要進(jìn)一步的改善。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明為一種一分四的多模干涉分光器，包含:一基板，其在1.55微米波長(zhǎng)光線的折射率為1.4440 ;一高分子聚合物層，位于該基板之上且其在1.55微米波長(zhǎng)光線的折射率為1.4982 ;一脊形區(qū)，位在該高分子聚合物層，位于該基板之上且其在1.55微米波長(zhǎng)光線的折射率為1.4982,該脊形區(qū)具有一光輸入波導(dǎo)區(qū)、與該光輸入波導(dǎo)區(qū)連接的一多模干涉區(qū)及與該光多模干涉區(qū)連接的四個(gè)光輸出波導(dǎo)區(qū)；其中該多模干涉區(qū)的寬度為28.08微米，而長(zhǎng)度為217.9微米。
[0007]本發(fā)明也揭不另一種一分四的多模干涉分光器，包含:一基板，其在1.55微米波長(zhǎng)光線的折射率為1.4440 ;—高分子聚合物層，位于該基板之上且其在1.55微米波長(zhǎng)光線的折射率為1.4982 ;一脊形區(qū)，位在該高分子聚合物層，位于該基板之上且其在1.55微米波長(zhǎng)光線的折射率為1.4982，該脊形區(qū)具有一光輸入波導(dǎo)區(qū)、與該光輸入波導(dǎo)區(qū)連接的一多模干涉區(qū)及與該多模干涉區(qū)連接的四個(gè)光輸出波導(dǎo)區(qū)；其中該多模干涉區(qū)包含一第一多模干涉區(qū)及一第二多模干涉區(qū)，該第一多模干涉區(qū)長(zhǎng)度為15.12-17.42微米，而寬度為23.42-23.77微米；第二多模干涉區(qū)的長(zhǎng)度為191.4-193.8微米，而寬度為28.08微米。
[0008]再者,該光輸入波導(dǎo)區(qū)具有一波導(dǎo)寬度,使該光輸入波導(dǎo)區(qū)為單模操作；該光輸出波導(dǎo)區(qū)彼此之間的間隔至少為1.6倍的光輸入波導(dǎo)區(qū)波導(dǎo)寬度。
[0009]借由上述的多模干涉區(qū)設(shè)計(jì)，可使一分四的多模干涉分光器具有較短的長(zhǎng)度及可以較為簡(jiǎn)易、低成本的制造工程制作。

【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0010]圖1為一現(xiàn)有的由Y型結(jié)構(gòu)所制作的一分四的多模干涉分光器示意圖；
[0011]圖2為依據(jù)本發(fā)明第一實(shí)施例的一分四的多模干涉分光器的立體圖；
[0012]圖3為依據(jù)本發(fā)明第一實(shí)施例的一分四的多模干涉分光器的側(cè)視圖；
[0013]圖4為依據(jù)本發(fā)明第一實(shí)施例的一分四的多模干涉分光器的上視圖；
[0014]圖5為依據(jù)本發(fā)明第二實(shí)施例的一分四的多模干涉分光器的上視圖。

【具體實(shí)施方式】
[0015]參照?qǐng)D2、圖3及圖4，分別為依據(jù)本發(fā)明第一實(shí)施例的一分四的多模干涉分光器的立體圖、側(cè)視圖及上視圖。如圖2所示，該一分四的多模干涉分光器10具有由下而上的基板12、高分子聚合物層(polymer layer) 14及脊形區(qū)16。以操作波長(zhǎng)為1.55微米的光線為例，該基板12及高分子聚合物層14的折射率分別為1.4440及1.4982。再者，該脊形區(qū)16在操作光線波長(zhǎng)為1.55微米時(shí)，其折射率也是1.4982，但是為了達(dá)成分光效果，參照?qǐng)D3及圖4，該脊形區(qū)16具有一光輸入波導(dǎo)區(qū)20、一多模干涉區(qū)22及四個(gè)光輸出波導(dǎo)區(qū)24。
[0016]參照?qǐng)D3，該基板12的厚度(Tl)及高分子聚合物層14的厚度(T2)分別為2微米及I微米，而該脊形區(qū)16的厚度(T3)為0.75微米。參照?qǐng)D4，為了避免四個(gè)光輸出波導(dǎo)區(qū)24之間的光線彼此干涉，該四個(gè)光輸出波導(dǎo)區(qū)24之間必須有適度的距離，若光輸入波導(dǎo)區(qū)20的寬度為Wg時(shí)，則四個(gè)光輸出波導(dǎo)區(qū)24之間的距離為2d，其中d=0.8Wg，再者，本發(fā)明對(duì)于光輸入波導(dǎo)區(qū)20的寬度為Wg并無(wú)限定，僅需該光輸入波導(dǎo)區(qū)20的寬度可維持其單模操作即可。
[0017]參照?qǐng)D4，為了使光線在多模干涉區(qū)22有充足的多模干涉，在操作波長(zhǎng)為1.55微米的光線及折射率為1.4982的條件下，該多模干涉區(qū)22的寬度為28.08微米，而長(zhǎng)度為217.9微米。經(jīng)過(guò)數(shù)值模擬，在此條件下的光線不平衡參數(shù)I的數(shù)量級(jí)僅為10_5次方；光線不平衡參數(shù)I的定義為I=1loglO (Pmax/Pmin),其中Pmax及Pmin分別為四個(gè)光輸出波導(dǎo)區(qū)24中光線最大值及最小值。
[0018]參照?qǐng)D5，其為依據(jù)本發(fā)明第二實(shí)施例的一分四的多模干涉分光器的上視圖，在此實(shí)施例中，由于一般而言外側(cè)的光輸出波導(dǎo)區(qū)24會(huì)有較強(qiáng)的耦合，所以在多模干涉區(qū)22的前側(cè)可以形成切角區(qū)26。借由該切角區(qū)26，該多模干涉區(qū)22被分為第一多模干涉區(qū)22A及第二多模干涉區(qū)22B，其中第一多模干涉區(qū)22A的長(zhǎng)度LI為15.12-17.42微米，而寬度Wl為23.42-23.77微米；第二多模干涉區(qū)22B的長(zhǎng)度L2為191.4-193.8微米，而寬度W2為28.08微米；且此條件下的光線不平衡參數(shù)I數(shù)量級(jí)僅為10_7次方。
[0019]借由上述的多模干涉區(qū)設(shè)計(jì)，可使一分四的多模干涉分光器具有較短的長(zhǎng)度及可以較為簡(jiǎn)易、低成本的制造工程制作。
【權(quán)利要求】
1.一種一分四的多模干涉分光器,其特征在于,包含: 一基板，其在1.55微米波長(zhǎng)光線的折射率為1.4440 ； 一高分子聚合物層，位于該基板之上且其在1.55微米波長(zhǎng)光線的折射率為1.4982 ； 一脊形區(qū)，位在該高分子聚合物層，位于該基板之上且其在1.55微米波長(zhǎng)光線的折射率為1.4982，該脊形區(qū)具有一光輸入波導(dǎo)區(qū)、與該光輸入波導(dǎo)區(qū)連接的一多模干涉區(qū)及與該多模干涉區(qū)連接的四個(gè)光輸出波導(dǎo)區(qū)； 其中該多模干涉區(qū)的寬度為28.08微米，而長(zhǎng)度為217.9微米。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的一分四的多模干涉分光器，其特征在于，該光輸入波導(dǎo)區(qū)具有一波導(dǎo)寬度，使該光輸入波導(dǎo)區(qū)為單模操作。
3.根據(jù)權(quán)利要求2的一分四的多模干涉分光器,其特征在于,該光輸出波導(dǎo)區(qū)彼此之間的間隔至少為1.6倍的光輸入波導(dǎo)區(qū)波導(dǎo)寬度。
4.一種一分四的多模干涉分光器,其特征在于,包含: 一基板，其在1.55微米波長(zhǎng)光線的折射率為1.4440 ； 一高分子聚合物層，位于該基板之上且其在1.55微米波長(zhǎng)光線的折射率為1.4982 ； 一脊形區(qū)，位在該高分子聚合物層，位于該基板之上且其在1.55微米波長(zhǎng)光線的折射率為1.4982，該脊形區(qū)具有一光輸入波導(dǎo)區(qū)、與該光輸入波導(dǎo)區(qū)連接的一多模干涉區(qū)及與該多模干涉區(qū)連接的四個(gè)光輸出波導(dǎo)區(qū)； 其中該多模干涉區(qū)包含一第一多模干涉區(qū)及一第二多模干涉區(qū)，該第一多模干涉區(qū)長(zhǎng)度為15.12-17.42微米，而寬度為23.42-23.77微米；第二多模干涉區(qū)的長(zhǎng)度為191.4-193.8微米，而寬度為28.08微米。
5.根據(jù)權(quán)利要求4的一分四的多模干涉分光器,其特征在于,該光輸入波導(dǎo)區(qū)具有一波導(dǎo)寬度，使該光輸入波導(dǎo)區(qū)為單模操作。
6.根據(jù)權(quán)利要求5的一分四的多模干涉分光器,其特征在于,該光輸出波導(dǎo)區(qū)彼此之間的間隔至少為1.6倍的光輸入波導(dǎo)區(qū)波導(dǎo)寬度。
【文檔編號(hào)】G02B27/10GK104516112SQ201310450101
【公開(kāi)日】2015年4月15日 申請(qǐng)日期:2013年9月27日 優(yōu)先權(quán)日:2013年9月27日
【發(fā)明者】翁圣賢, 劉建志 申請(qǐng)人:Bvi商啟誠(chéng)投資有限公司