專利名稱：一種多模干涉波導(dǎo)型光耦合器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種波導(dǎo)型光耦合器。
背景技術(shù)：
多模干涉波導(dǎo)型光耦合器有一個(gè)多模干涉區(qū)，在多模干涉區(qū)的一端布置輸入波導(dǎo)，另一端布置輸出波導(dǎo)。其最基本的工作原理是多模干涉區(qū)內(nèi)多個(gè)模式間相長(zhǎng)性干涉導(dǎo)致成自鏡像效應(yīng)。傳統(tǒng)的自鏡像效應(yīng)分析都是針對(duì)三層或等效三層階躍折射分布波導(dǎo)，這種多模干涉波導(dǎo)型光耦合器的多模干涉區(qū)結(jié)構(gòu)在邊界介質(zhì)交界面上折射率都是突變的，這決定了它的制作方法必須是干法刻蝕。而干法刻蝕所使用的設(shè)備較昂貴，同時(shí)多模干涉區(qū)在干法刻蝕過(guò)程中，其側(cè)面所產(chǎn)生微小的不平整度、傾斜及表面不光滑度等都會(huì)影響光耦合器的性能，因此，成本高，工藝要求高，造成的損耗較大。再一個(gè)在集成光學(xué)領(lǐng)域里，有一部分材料是非常難用干法刻蝕的，如目前商用化程度很高的襯底材料鈮酸鋰。

發(fā)明內(nèi)容
本實(shí)用新型的目的是提供一種易生產(chǎn)、成本低的多模干涉波導(dǎo)型光耦合器。
本實(shí)用新型的目的是通過(guò)下述技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的由多模干涉區(qū)、及與其兩端分別連接的單模輸入波導(dǎo)和單模輸出波導(dǎo)構(gòu)成，在所述多模干涉區(qū)兩側(cè)面設(shè)置漸變的介質(zhì)交界面。
本實(shí)用新型由于采用漸變的介質(zhì)交界面，這就能避免使用昂貴的干法刻蝕設(shè)備，還能方便的使用目前商用化程度很高的襯底材料鈮酸鋰，從而實(shí)現(xiàn)了加工方便，損耗降低，成本下降。


圖1是本實(shí)用新型的一種立體結(jié)構(gòu)示意圖；圖2是圖1的A-A視圖；圖3是原階躍介質(zhì)交界面波導(dǎo)橫截面示意圖。
具體實(shí)施方式
參照?qǐng)D1、圖2，本實(shí)用新型是由多模干涉區(qū)2、單模輸入波導(dǎo)1、單模輸出波導(dǎo)3構(gòu)成。1個(gè)單模輸入波導(dǎo)1與多模干涉區(qū)2的一端連接，多模干涉區(qū)2的另一端與8個(gè)單模輸出波導(dǎo)3連接，多模干涉區(qū)2的兩側(cè)面是漸變的介質(zhì)交界面5，呈拋物面形。這在光學(xué)玻璃襯底4上通過(guò)離子交換工藝實(shí)現(xiàn)。在鈮酸鋰襯底4上通過(guò)質(zhì)子交換或鈦擴(kuò)散工藝實(shí)現(xiàn)。
本實(shí)用新型的具體設(shè)計(jì)參數(shù)依賴于所選的襯底4和具體的工藝過(guò)程。參數(shù)不具有絕對(duì)值。以國(guó)產(chǎn)K9光學(xué)玻璃為襯底4，鉀鈉離子交換技術(shù)，所選取的波導(dǎo)參數(shù)為工作波長(zhǎng)為1.55μm，單模波導(dǎo)的寬度均為6μm，長(zhǎng)度均為3000μm，此參數(shù)有一定任意性，為端接引用。1個(gè)單模輸入波導(dǎo)1、8個(gè)單模輸出波導(dǎo)3，即1×8多模干涉波導(dǎo)型光耦合器，其多模干涉區(qū)2的寬度為128μm，在此基礎(chǔ)上利用三維全矢量有限差分光束傳輸法計(jì)算出相應(yīng)的多模干涉區(qū)2的最佳長(zhǎng)度為2105μm，此時(shí)具有較大輸出光功率，并有較好的功率均勻度。當(dāng)單模輸入波導(dǎo)1在多模干涉區(qū)2上的中心位置為0時(shí)，8個(gè)單模輸出3的中心位置由下到上分別為-56.8μm、-40.4μm、-24.0μm、-8.0μm、8.0μm、24.0μm、40.4μm、56.8μm。圖3為本實(shí)用新型的參考圖。
本實(shí)用新型的制作工藝1、K9光學(xué)玻璃基片經(jīng)切割、粗磨、精拋光制成所要求的襯底4；2、利用真空蒸發(fā)在襯底4上蒸1μm厚的鋁膜；3、對(duì)襯底4上的鋁膜進(jìn)行光刻后，用70℃的磷酸腐蝕液進(jìn)行水浴腐蝕，制備出鋁掩膜圖形；4、再將襯底4放在400℃的硝酸鉀晶體熔液中進(jìn)行鉀鈉離子交換5小時(shí)，制備出漸變介質(zhì)交界面的波導(dǎo)；5、最后再用70℃的磷酸腐蝕掉襯底4上剩下的鋁膜，并作端面拋光。
權(quán)利要求1.一種多模干涉波導(dǎo)型光耦合器，由多模干涉區(qū)(2)、及與其兩端分別連接的單模輸入波導(dǎo)(1)和單模輸出波導(dǎo)(3)構(gòu)成，其特征在于所述多模干涉區(qū)(2)兩側(cè)面設(shè)置漸變的介質(zhì)交界面(5)。
專利摘要一種多模干涉波導(dǎo)型光耦合器，由多模干涉區(qū)、及分別與其兩端連接的單模輸入波導(dǎo)和單模輸出波導(dǎo)構(gòu)成，多模干涉區(qū)兩側(cè)面為漸變的介質(zhì)交界面。本實(shí)用新型能方便地使用目前商品化程度很高的襯底材料鈮酸鋰，從而實(shí)現(xiàn)了加工方便，損耗降低，成本下降。
文檔編號(hào)G02B6/26GK2624222SQ0322888
公開日2004年7月7日 申請(qǐng)日期2003年2月17日 優(yōu)先權(quán)日2003年2月17日
發(fā)明者王明華, 馬慧蓮, 李錫華, 江曉清 申請(qǐng)人:浙江大學(xué)