CN104516054A - 一分八的多模干涉分光器 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种一分八的多模干涉分光器，包含：一基板；一高分子聚合物层，位于该基板之上；一脊形区，位在该高分子聚合物层，位于该基板之上。该脊形区具有一光输入波导区、与该光输入波导区连接的一多模干涉区及与该多模干涉区连接的八个光输出波导区；其中该多模干涉区的宽度为56.16微米，而长度为409.03微米。借由上述的多模干涉区设计，可使一分八的多模干涉分光器具有较短的长度及可以较为简易、低成本的制造工程制作。
Description
技术领域
本发明涉及一种一分八的多模干涉分光器，特别是涉及一种具有缩小尺寸的一分八的多模干涉分光器。
背景技术
光纤网络系统在网络技术中已有数十年的时间，随着频宽需求日益提高，因此光纤网络也成为确保网络服务质量的重要项目。
较先进的光通信网络系统上，其通常要求信号路由以及耦合到其它元件时，具有较大的频宽、较小的尺寸、高制造工程参数变化的容忍度、稳定的输出、偏振的不敏感性、低功率损耗等。基于上述的种种要求，现有的积体化元件结构已无法满足需求，因此近年来，为了因应多样化光信号传输效能，使用多模干涉（multimode interference,MMI）来构建光被动积体元件已日益增加。由多模干涉效应所构建的元件，因具有容易制作、稳定的分光比、与低串音干扰等优点，较复杂的光电积体化网络可在多模干涉元件的基础上而快速的建上起来。
一种现有的多模干涉分光器例如可由Y型分光器所制作，图1为一现有的由Y型结构所制作的一分四的多模干涉分光器示意图，该一分四的多模干涉分光器包含三个1x2的Y型分光器50A、50B、50C以形成1x4的分光功能。虽然未在此图中画出该一分四的多模干涉分光器的正确比例，但是实际上以Y型分光器50A为例，其包含一输入波导52及两个输出波导54A、54B；且为了使自输入波导52所输入的光线充分均匀耦合到两个输出波导54A、54B，两个输出波导54A、54B之间须具有极小的夹角，造成一分四的多模干涉分光器的整体长度会变得很长。这会产生许多缺点，如不利于元件的小型化，及制作过长的波导部分会对制造工程的精确度要求更高。此外，若光学系统需要更多输出时（例如一分八的分光器），整体长度会变得更长。
再者，市面上常见的光波导分光器模块，可利用沉积二氧化硅后再制作成通道波导（channel waveguide）分光器模块，或是锂酸铌经过金属扩散后制成分光器模块，然而上述的制作方式会有制造工程复杂、成本高及制作时间长的缺点，因此也需要进一步的改善。
发明内容
本发明为一种一分八的多模干涉分光器，包含：一基板，其在1.55微米波长光线的折射率为1.4440；一高分子聚合物层，位于该基板之上且其在1.55微米波长光线的折射率为1.4982；一脊形区，位在该高分子聚合物层，位于该基板之上且其在1.55微米波长光线的折射率为1.4982，该脊形区具有一光输入波导区、与该光输入波导区连接的一多模干涉区及与该多模干涉区连接的八个光输出波导区；其中该多模干涉区的宽度为56.16微米，而长度为409.3微米。
本发明也揭示另一种一分八的多模干涉分光器，包含：一基板，其在1.55微米波长光线的折射率为1.4440；一高分子聚合物层，位于该基板之上且其在1.55微米波长光线的折射率为1.4982；一脊形区，位在该高分子聚合物层，位于该基板之上且其在1.55微米波长光线的折射率为1.4982，该脊形区具有一光输入波导区、与该光输入波导区连接的一多模干涉区及与该多模干涉区连接的八个光输出波导区；其中该多模干涉区包含一第一多模干涉区及一第二多模干涉区，该第一多模干涉区长度为11.41-43.53微米，而宽度为50.86-52.05微米；第二多模干涉区的长度为352.6-393.1微米，而宽度为56.16微米。
再者，该光输入波导区具有一波导宽度，使该光输入波导区为单模操作；该光输出波导区彼此之间的间隔至少为1.6倍的光输入波导区波导宽度。
借由上述的多模干涉区设计，可使一分八的多模干涉分光器具有较短的长度及可以较为简易、低成本的制造工程制作。
附图说明
图1为一现有的由Y型结构所制作的一分四的多模干涉分光器示意图；
图2为依据本发明第一实施例的一分八的多模干涉分光器的立体图；
图3为依据本发明第一实施例的一分八的多模干涉分光器的侧视图；
图4为依据本发明第一实施例的一分八的多模干涉分光器的上视图；
图5为依据本发明第二实施例的一分八的多模干涉分光器的上视图。
具体实施方式
参照图2、图3及图4，分别为依据本发明第一实施例的一分八的多模干涉分光器的立体图、侧视图及上视图。如图2所示，该一分八的多模干涉分光器10具有由下而上的基板12、高分子聚合物层（polymer layer）14及脊形区16。以操作波长为1.55微米的光线为例，该基板12及高分子聚合物层14的折射率分别为1.4440及1.4982。再者，该脊形区16在操作光线波长为1.55微米时，其折射率也是1.4982，但是为了达成分光效果，参照图3及图4，该脊形区16具有一光输入波导区20、一多模干涉区22及八个光输出波导区24。
参照图3，该基板12的厚度（T1）及高分子聚合物层14的厚度（T2）分别为2微米及1微米，而该脊形区16的厚度（T3）为0.75微米。参照图4，为了避免八个光输出波导区24之间的光线彼此干涉，该八个光输出波导区24之间必须有适度的距离，若光输入波导区20的宽度为Wg时，则八个光输出波导区24之间的距离为2d，其中d=0.8Wg，再者，本发明对于光输入波导区20的宽度为Wg并无限定，仅需该光输入波导区20的宽度可维持其单模操作即可。
参照图4，为了使光线在多模干涉区22有充足的多模干涉，在操作波长为1.55微米的光线及折射率为1.4982的条件下，该多模干涉区22的宽度为56.16微米，而长度为409.3微米。经过数值模拟，在此条件下的光线不平衡参数I的数量级仅为10-5次方；光线不平衡参数I的定义为I=10log10(Pmax/Pmin)，其中Pmax及Pmin分别为八个光输出波导区24中光线最大值及最小值。
参照图5，其为依据本发明第二实施例的一分八的多模干涉分光器的上视图，在此实施例中，由于一般而言外侧的光输出波导区24会有较强的耦合，所以在多模干涉区22的前侧可以形成切角区26。借由该切角区26，该多模干涉区22被分为第一多模干涉区22A及第二多模干涉区22B，其中第一多模干涉区22A的长度L1为11.41-43.53微米，而宽度W1为50.86-52.05微米；第二多模干涉区22B的长度L2为352.6-393.1微米，而宽度W2为56.16微米；且此条件下的光线不平衡参数I数量级仅为10-6次方。
借由上述的多模干涉区设计，可使一分八的多模干涉分光器具有较短的长度及可以较为简易、低成本的制造工程制作。
Claims (6)
1.一种一分八的多模干涉分光器，其特征在于，包含：
一基板，其在1.55微米波长光线的折射率为1.4440；
一高分子聚合物层，位于该基板之上且其在1.55微米波长光线的折射率为1.4982；
一脊形区，位在该高分子聚合物层，位于该基板之上且其在1.55微米波长光线的折射率为1.4982，该脊形区具有一光输入波导区、与该光输入波导区连接的一多模干涉区及与该多模干涉区连接的八个光输出波导区；
其中该多模干涉区的宽度为56.16微米，而长度为409.3微米。
2.根据权利要求1的一分八的多模干涉分光器，其特征在于，该光输入波导区具有一波导宽度，使该光输入波导区为单模操作。
3.根据权利要求2的一分八的多模干涉分光器，其特征在于，该光输出波导区彼此之间的间隔至少为1.6倍的光输入波导区波导宽度。
4.一种一分八的多模干涉分光器，其特征在于，包含：
一基板，其在1.55微米波长光线的折射率为1.4440；
一高分子聚合物层，位于该基板之上且其在1.55微米波长光线的折射率为1.4982；
一脊形区，位在该高分子聚合物层，位于该基板之上且其在1.55微米波长光线的折射率为1.4982，该脊形区具有一光输入波导区、与该光输入波导区连接的一多模干涉区及与该多模干涉区连接的八个光输出波导区；
其中该多模干涉区包含一第一多模干涉区及一第二多模干涉区，该第一多模干涉区长度为11.41-43.53微米，而宽度为50.86-52.05微米；第二多模干涉区的长度为352.6-393.1微米，而宽度为56.16微米。
5.根据权利要求4的一分八的多模干涉分光器，其特征在于，该光输入波导区具有一波导宽度，使该光输入波导区为单模操作。
6.根据权利要求5的一分八的多模干涉分光器，其特征在于，该光输出波导区彼此之间的间隔至少为1.6倍的光输入波导区波导宽度。
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| CN201310449954.6A CN104516054A (zh) | 2013-09-27 | 2013-09-27 | 一分八的多模干涉分光器 |
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| CN201310449954.6A Pending CN104516054A (zh) | 2013-09-27 | 2013-09-27 | 一分八的多模干涉分光器 |
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Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN108732682A (zh) * | 2018-05-29 | 2018-11-02 | 聊城大学 | 一种多模干涉型全晶体波导分束器的制备方法 |
| CN108941925A (zh) * | 2018-07-27 | 2018-12-07 | 湖北工业大学 | 飞秒激光加工装置及其加工的1x8脊型光分路器 |
| CN113196180A (zh) * | 2018-12-20 | 2021-07-30 | Asml控股股份有限公司 | 同时获取平行对准标记的设备和方法 |
| CN113555658A (zh) * | 2021-07-16 | 2021-10-26 | 宁波大学 | 一种紧凑的1×n mmi型光功率分配器 |
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2013
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|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication | ||
| WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication |
Application publication date: 20150415 |