CN109143469A - 多模干涉仪和马赫-曾德尔调制设备 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及多模干涉仪和马赫‑曾德尔调制设备。一种多模干涉仪，包括：多模波导台面，其具有在第一轴的方向上延伸的顶面、在所述第一轴的方向上延伸的第一侧面和第二侧面以及被布置在所述第一轴的方向上的第一端面和第二端面；以及波导台面，其在端口处被连接至所述第一端面；第一波导台面和第二波导台面，其被连接至所述第二端面上的第一端口和第二端口。所述多模波导台面具有由所述顶面与所述第一侧面共用的第一侧边缘线以及由所述顶面与所述第一端面共用的端线。所述第一侧边缘线与所述端线在所述第一侧边缘线与所述端线相交的外顶点处形成锐角。

Description

多模干涉仪和马赫-曾德尔调制设备
技术领域
本发明涉及一种多模干涉仪以及一种马赫-曾德尔(Mach-Zehnder)调制设备。本申请要求于2018年4月23日提交的日本专利申请号2018-082503以及于2017年6月27日提交的日本专利申请号2017-125538的优先权的权益，其全部内容通过引用并入本文。
背景技术
称为专利文献1的日本专利申请特开2007-233294号公开一种光耦合器。日本专利申请特开2006-323136号(称为专利文献2的日本专利号4499611)公开一种多模干涉型光波导。
发明内容
根据本发明一方面的马赫-曾德尔调制器包括：第一分支波导台面；第二分支波导台面；波导台面；以及合并器，其光耦合至所述第一分支波导台面、所述第二分支波导台面和所述波导台面。所述合并器包括多模波导台面。所述多模波导台面具有在第一轴的方向上延伸的顶面、在所述第一轴的方向上延伸的第一侧面和第二侧面以及被布置在所述第一轴的方向上的第一端面和第二端面。所述多模波导台面在所述第一端面上的端口处被连接至所述波导台面。所述多模波导台面在所述第二端面上的第一端口处被连接至所述第一分支波导台面。所述多模波导台面在所述第二端面上的第二端口处被连接至所述第二分支波导台面。所述多模波导台面具有由所述多模波导台面的所述第一侧面与所述顶面共用的第一侧边缘线以及由所述多模波导的所述第一端面与所述顶面共用的前边缘线。所述第一侧边缘线与所述前边缘线在外顶点处相交，以及所述第一侧边缘线与所述前边缘线在所述外顶点处形成锐角。
根据本发明一方面的马赫-曾德尔调制器，包括：第一分支波导台面；第二分支波导台面；波导台面；以及分配器，其光耦合至所述第一分支波导台面、所述第二分支波导台面和所述波导台面。所述分配器包括多模波导台面。所述多模波导台面具有在第一轴的方向上延伸的顶面、在所述第一轴的方向上延伸的第一侧面和第二侧面以及被布置在所述第一轴的方向上的第一端面和第二端面。所述多模波导台面在所述第一端面上的端口处被连接至所述波导台面。所述多模波导台面在所述第二端面上的第一端口处被连接至所述第一分支波导台面。所述多模波导台面在所述第二端面上的第二端口处被连接至所述第二分支波导台面。所述多模波导台面具有由所述多模波导台面的所述顶面与所述第一侧面共用的第一侧边缘线以及由所述多模波导台面的所述顶面与所述第一端面共用的后边缘线。所述第一侧边缘线与所述后边缘线在外顶点处相交，以及所述第一侧边缘线与所述后边缘线在所述外顶点处形成锐角。
根据本发明一方面的多模干涉仪包括：多模波导台面，其具有在第一轴的方向上延伸的顶面、在所述第一轴的方向上延伸的第一侧面和第二侧面以及被布置在所述第一轴的方向上的第一端面和第二端面；波导台面，其在所述多模波导台面的端口处被连接至所述第一端面；第一波导台面，其在所述多模波导台面的第一端口处被连接至所述第二端面；以及第二波导台面，其在所述多模波导台面的第二端口处被连接至所述第二端面。所述多模波导台面具有由其顶面与其第一侧面共用的第一侧边缘线以及由其顶面与其第一端面共用的端线。所述第一侧边缘线与所述端线在外顶点处相交，以及所述第一侧边缘线与所述端线在所述外顶点处形成锐角。
附图说明
根据下面参照附图对本发明的优选实施例的详细描述，本发明的上述目的和其他目的、特征以及优势将更加显而易见。
图1是示出根据本实施例的光学半导体器件的示意平面图。
图2A是示出根据本实施例的用于光学半导体器件的多模干涉仪的视图。
图2B是示出根据本实施例的多模干涉仪的沿图2A中所示的线IIb-IIb截取的截面图。
图3A是示出根据本实施例的用于光学半导体器件的多模干涉仪的视图。
图3B是示出根据本实施例的多模干涉仪的沿图3A中所示的线IIIb-IIIb截取的截面图。
图4A是示出用于光学半导体器件的多模干涉仪的示意平面图。
图4B是示出用于光学半导体器件的多模干涉仪的示意平面图。
图5A是示出多模干涉仪的特性的模拟结果的曲线图。
图5B是示出多模干涉仪的特性的模拟结果的曲线图。
图5C是示出多模干涉仪的特性的模拟结果的曲线图。
图6A是示出多模干涉仪的特性的模拟结果的曲线图。
图6B是示出多模干涉仪的特性的模拟结果的曲线图。
图6C是示出多模干涉仪的特性的模拟结果的曲线图。
图7A是示出在多模波导台面中传播的光的强度分布的模拟结果的视图。
图7B是示出在多模波导台面中传播的光的强度分布的模拟结果的视图。
图8是示出根据实施例的多模波导台面的内顶点处的角度与其第一端面处的反射率之间的关系的曲线图。
图9是示出根据实施例的多模波导台面的外顶点处的角度与其第一端面处的反射率之间的关系的曲线图。
具体实施方式
多模干涉仪能够被使用于各种光学器件，诸如马赫-曾德尔调制器。它们需要内置多模干涉仪，以产生更少的杂散光。例如，马赫-曾德尔调制器包括分岔和结合两个分支波导的多模干涉仪。例如，马赫-曾德尔调制器中的合并器的多模干涉仪可能会产生杂散光。合并器的多模干涉仪具有在波导方向上延伸的一对侧面以及被布置在波导方向上的一个端面和另一个端面。具体地，多模干涉仪在其一个端面处接收来自两个分支波导的光束；在其侧面反射由接收的光束产生的多模分量，以在另一个端面处合并光束；并且向波导提供合并后的光束。本发明人的研究结果表明，多模干涉仪可能产生杂散光。出现杂散光可能会降低性能，诸如马赫-曾德尔调制器的消光比。多模干涉仪中的这种杂散光可能出现在马赫-曾德尔调制器以及其他使用多模干涉的光学器件中。
本发明一方面的目的是，提供一种能够减少杂散光的多模干涉仪以及一种包括该多模干涉仪的马赫-曾德尔调制器。
将对根据上述方面的实施例予以描述。
一种马赫-曾德尔调制器包括：(a)第一分支波导台面；(b)第二分支波导台面；(c)波导台面；以及(d)合并器，其光耦合至第一分支波导台面、第二分支波导台面和波导台面。合并器包括多模波导台面。多模波导台面具有在第一轴的方向上延伸的顶面、在第一轴的方向上延伸的第一侧面和第二侧面以及被布置在第一轴的方向上的第一端面和第二端面。多模波导台面在第一端面上的端口处被连接至波导台面。多模波导台面在第二端面上的第一端口处被连接至第一分支波导台面。多模波导台面在第二端面上的第二端口处被连接至第二分支波导台面。多模波导台面具有由多模波导台面的第一侧面与顶面共用的第一侧边缘线以及由多模波导的第一端面与顶面共用的前边缘线。第一侧边缘线与前边缘线在外顶点处相交，以及第一侧边缘线与前边缘线在外顶点处形成锐角。
该马赫-曾德尔调制器允许多模波导台面的第一侧边缘线与前边缘线在第一侧边缘线与前边缘线相交的外顶点处形成锐角。多模波导台面能够进行多模光分量传播。这些多模分量被多模波导台面的第一侧面和第二侧面反射到第一端面。多模波导台面使得第一端面处的光分量从第一端面上的端口传播到波导台面，并且将这些光分量在第一端面中远离端口的部分处向外折射。这种折射允许多模波导台面产生更少的杂散光。
在根据实施例的马赫-曾德尔调制器中，合并器包括2×1多模干涉仪。
马赫-曾德尔调制器允许2×1多模干涉仪合并来自分支波导台面的光束。
在根据实施例的马赫-曾德尔调制器中，波导台面包括顶面、第一侧面和第二侧面。波导台面具有由其顶面与其第一侧面共用的第一侧边缘线以及由其顶面与其第二侧面共用的第二侧边缘线。波导台面的前边缘线与第一侧边缘线在第一内顶点处相交。波导台面的前边缘线与第二侧边缘线在第二内顶点处相交，并且多模波导台面的前边缘线与穿过第一内顶点和第二内顶点的线形成锐角。
该马赫-曾德尔调制器允许多模波导台面具有由前边缘线与穿过第一内顶点和第二内顶点的线在该线与多模波导台面的前边缘线相交的内顶点处形成的锐角。第一端面中靠近端口的部分能够将光分量向外折射到第一端面。这种折射能够在多模波导台面中产生更少的杂散光。
在根据实施例的马赫-曾德尔调制器中，前边缘线沿第一基准线延伸。多模波导台面具有由多模波导台面中的顶面与第二端面共用的后边缘线。后边缘线沿第二基准线延伸，以及第一基准线与第二基准线形成与第一内顶点处的锐角实质上相同的角度。
在该马赫-曾德尔调制器中，多模波导台面的第二侧面与顶面共用第二侧边缘线。后边缘线与第一侧边缘线在第三外顶点处相交并且与第二侧边缘线在第四外顶点处相交。后边缘线与第一侧边缘线在第三外顶点处形成实质上直角并且与第二侧边缘线在第四外顶点处形成实质上直角。
一种根据实施例的马赫-曾德尔调制器包括：(a)第一分支波导台面；(b)第二分支波导台面；(c)波导台面；以及(d)分配器，其光耦合至第一分支波导台面、第二分支波导台面和波导台面。分配器包括多模波导台面。多模波导台面具有在第一轴的方向上延伸的顶面、在第一轴的方向上延伸的第一侧面和第二侧面以及被布置在第一轴的方向上的第一端面和第二端面。多模波导台面在第一端面上的端口处被连接至波导台面。多模波导台面在第二端面上的第一端口处被连接至第一分支波导台面。多模波导台面在第二端面上的第二端口处被连接至第二分支波导台面。多模波导台面具有由多模波导台面的顶面与第一侧面共用的第一侧边缘线以及由多模波导台面的顶面与第一端面共用的后边缘线。第一侧边缘线与前边缘线在外顶点处相交，以及第一侧边缘线与前边缘线在外顶点处形成锐角。
在该马赫-曾德尔调制器中，被连接至分支波导台面的多模波导台面可以接收来自分支波导台面的杂散光。多模波导台面使杂散光的光分量沿着与来自分支波导台面的光的方向相反的方向传播。多模波导台面的第一侧面和第二侧面使光分量朝向第一端面反射。多模波导台面的第一侧边缘线与前边缘线在该多模波导台面的第一侧边缘线与前边缘线相交的外顶点处形成锐角。第一端面中远离端口的部分将光分量的一部分向外折射。这种折射能够在多模波导台面中留下更少的杂散光。
根据实施例的马赫-曾德尔调制器，分配器包括1×2多模干涉仪。
该马赫-曾德尔调制器允许1×2多模干涉仪将光束分岔到分支波导台面。
在根据实施例的马赫-曾德尔调制器中，波导台面包括顶面、第一侧面和第二侧面。波导台面具有由其顶面与其第一侧面共用的第一侧边缘线以及由其顶面与其第二侧面共用的第二侧边缘线。波导台面的后边缘线与第一侧边缘线在第一内顶点处相交。波导台面的后边缘线与第二侧边缘线在第二内顶点处相交。多模波导台面的后边缘线与穿过第一内顶点和第二内顶点的线形成锐角。
该马赫-曾德尔调制器允许多模波导台面以前边缘线与穿过第一内顶点和第二内顶点的线在第一内顶点处形成锐角。第一端面在稍微远离端口的部分中将光分量向外折射到第一端面。这种折射能够在多模波导台面中留下更少的杂散光。
在根据实施例的马赫-曾德尔调制器中，后边缘线沿第一基准线延伸。多模波导台面具有由其顶面与其第二端面共用的前边缘线。前边缘线沿第二基准线延伸，以及第一基准线与第二基准线形成与第一内顶点处的锐角实质上相同的角度。
该马赫-曾德尔调制器允许多模波导台面具有第二侧面与顶面共用的第二侧边缘线。前边缘线与第二侧边缘线在第三外顶点处相交并且与第二侧边缘线在第四外顶点处相交。前边缘线与第一侧边缘线在第三外顶点处形成实质上直角并且与第二侧边缘线在第四外顶点处形成实质上直角。
一种根据实施例的多模干涉仪包括：(a)多模波导台面，其具有在第一轴的方向上延伸的顶面、在第一轴的方向上延伸的第一侧面和第二侧面以及被布置在第一轴的方向上的第一端面和第二端面；(b)波导台面，其在多模波导台面的端口处被连接至第一端面；(c)第一波导台面，其在多模波导台面的第一端口处被连接至第二端面；以及(d)第二波导台面，其在多模波导台面的第二端口处被连接至第二端面。多模波导台面具有由其顶面与其第一侧面共用的第一侧边缘线以及由其顶面与其第一端面共用的端线。第一侧边缘线与端线在外顶点处相交，以及第一侧边缘线与端线在外顶点处形成锐角。
该多模干涉仪允许第一端面在外顶点处形成锐角，以将错过端口的光分量朝着多模波导台面的外面折射。
在根据实施例的多模干涉仪中，波导台面包括顶面、第一侧面和第二侧面。波导台面具有由其顶面与其第一侧面共用的第一侧边缘线以及由其顶面与其第二侧面共用的第二侧边缘线。波导台面的端线与第一侧边缘线在第一内顶点处相交。多模波导台面的端线与波导台面的第二侧边缘线在第二内顶点处相交，以及端线与穿过第一内顶点和第二内顶点的线形成锐角。
该多模干涉仪允许第一端面在第一内顶点处形成锐角，以将错过端口的光分量朝向多模波导台面的外面折射。
通过参照举例示出的附图考虑以下详细描述，容易能够理解本发明的教导。下面将参照附图来说明根据多模干涉仪和马赫-曾德尔调制装置的实施例。可能情况下，相同的部分将以相同的附图标记来表示。
图1是示出根据本实施例的光学半导体器件的示意平面图。在图1中描绘出XY坐标系。在本实施例中，光学半导体器件包括马赫-曾德尔调制器1。马赫-曾德尔调制器1包括用于分配器的多模干涉仪2、用于合并器的第二多模干涉仪3、用于接收输入光的输入波导台面4、用于提供输出光的输出波导台面5、第一分支波导台面6、第二分支波导台面7、第一电极8和第二电极9。马赫-曾德尔调制器1接收来自输入波导台面4的连续光束并且将经调制的光束输出到输出波导台面5。第一分支波导台面6和第二分支波导台面7被连接第一多模干涉仪2和第二多模干涉仪3。输入波导台面4、输出波导台面5、第一分支波导台面6和第二分支波导台面7实现单模传播。
图2A是示出根据本实施例的用于光学半导体器件的多模干涉仪的示意图。图2B是沿图2A中所示的线IIb-IIb截取的截面图。在图2A中描绘出XY正交坐标系。
图1、图2A和图2B中，马赫-曾德尔调制器1包括输入波导台面4、第一分支波导台面6和第二分支波导台面7以及用于多模干涉仪2(分配器)的多模波导台面12。包括多模波导台面12的分配器光耦合至输入波导台面4以及第一分支波导台面6和第二分支波导台面7。在本实施例中，分配器具有1×2多模干涉仪，并且在马赫-曾德尔调制器1中，1×2多模干涉仪将光分布到分支波导台面(6和7)。多模波导台面12包括第一端面21和第二端面22、第一侧面23a和第二侧面23b以及沿基准面RPL延伸的实质上平坦的顶面25。第一侧面23a与第二侧面23b相对。第一侧面23a和第二侧面23b以及顶面25在第一轴Ax1的方向上延伸，该第一轴在从第一端面21和第二端面22中的一个向另一个延伸的方向上延伸。第一端面21和第二端面22被布置在第一轴Ax1的方向上。第一端面21与第二端面22相对。
多模波导台面12在第一端面21上的端口11的位置被连接至输入波导台面4并且在第二端面22上的第一端口13和第二端口14的相应位置被连接至第一分支波导台面6和第二分支波导台面7。
在多模波导台面12中，顶面25与第一侧面23a共用第一侧边缘线25a，并且顶面25与第一端面21(具体地，第一部分21a)共用后边缘线25b。第一侧边缘线25a和后边缘线25b在外顶点26a处形成锐角(θ1)。该锐角被定义为第一侧边缘线25a在外顶点26a处的切线与后边缘线25b在外顶点26a处的切线之间的角度。这个使用切线的定义适用于“外顶点”处的角度和“内顶点”处的角度，如下所述。
马赫-曾德尔调制器1中，多模波导台面12可以接收从分支波导台面(6和7)返回的杂散光。多模波导台面12使光沿相反的方向传播。由第一侧面23a和第二侧面23b将返回的杂散光向第一端面21反射。多模波导台面12的第一侧边缘线25a与后边缘线25b在多模波导台面12的第一侧边缘线25a与后边缘线25b相交的外顶点26a处形成锐角。到达远离第一端面21的端口的第一端面21的光分量在第一端面21处向外折射。这种折射允许多模波导台面12减少杂散光。
在马赫-曾德尔调制器1中，多模波导台面12具有顶面25与第一面25b共用的第二侧边缘线25c并且具有顶面25与端面21(第二部分21b)共用的后边缘线25d。第二侧边缘线25c与后边缘线25d在第二侧边缘线25c与后边缘线25d相交的外顶点26b处形成锐角(θ2)。
马赫-曾德尔调制器1允许多模波导台面12在第一侧面23a和第二侧面23b处反射杂散光，使得光分量到达第一端面21。由第二侧边缘线25c与后边缘线25d形成的外顶点26b处的锐角允许多模波导台面12在第一端面21中远离第一端面21上的端口的部分处向外折射反光分量的一部分。这种折射允许多模波导台面12减少杂散光。
在制造偏差下，外顶点26b处的锐角(θ2)可以与外顶点26a处的锐角(θ1)实质上相同，但它们不限于这两个锐角(θ1和θ2)的关系。锐角(θ1)能够例如处于45至90度的角度范围内。锐角(θ2)能够例如处于45至90度的角度范围内。
在马赫-曾德尔调制器1中，输入波导台面4具有大致平坦的顶面18、第一侧面23c和第二侧面23d，并且顶面18沿基准面RPL延伸。顶面18邻接顶面25，并且顶面18和25沿基准面RPL延伸。
输入波导台面4具有由顶面18与第一侧面23c共用的第一侧边缘线18a以及由顶面18与第二侧面23d共用的第二侧边缘线18b。多模波导台面12的后边缘线25b与输入波导台面4的第一侧边缘线18a在第一内顶点26c处相交，并且多模波导台面12的后边缘线25d与输入波导台面4的第二侧面23d在第二内顶点26d处相交。
多模波导台面12的后边缘线25d与穿过第一内顶点26c和第二内顶点26d的线LN1在第一内顶点26c处形成锐角(θ3)。
在马赫-曾德尔调制器1中，第一端面21在第一内顶点26c上成锐角(θ3)倾斜允许多模波导台面12在第一端面21远离端口11的部分处向外折射光分量。这种折射允许多模波导台面12减少杂散光。
在马赫-曾德尔调制器1中，后边缘线25d与线LN1在第二内顶点26d处形成锐角(θ4)。
在马赫-曾德尔调制器1中，第一端面21在第二内顶点26d上以锐角(θ4)倾斜允许多模波导台面12在第一端面21中稍微远离端口11的部分处向外折射光分量。这种折射允许多模波导台面12减少杂散光。
多模波导台面12的第一端面21、第二端面22、顶面25、第一侧面23a和第二侧面23b覆有无机绝缘膜。输入波导台面4的顶面18、第一侧面23c和第二侧面23d也覆有无机绝缘膜。
在马赫-曾德尔调制器1中，多模波导台面12具有第二端面22与顶面25共用的前边缘线25e、25f和25g。前边缘线25e与第一侧边缘线25a在外顶点26e处相交。前边缘线25f与第二侧边缘线25c在外顶点26f处相交。
在马赫-曾德尔调制器1中，第一分支波导台面6包括顶面20、第一侧面23e和第二侧面23f。第一分支波导台面6具有由顶面20与第一侧面23e共用的第一侧边缘线20a以及由顶面20与第二侧面23f共用的第二侧边缘线20b。第一侧边缘线24e与前边缘线25g在内顶点26g处相交第二侧边缘线20b与前边缘线25g在内顶点26h处相交。
第二分支波导台面7包括顶面24、第一侧面23g和第二侧面23h。第二分支波导台面7具有由顶面24与第一侧面23g共用的第一侧边缘线24a以及由顶面24与第二侧面23h共用的第二侧边缘线24b。第一侧边缘线24a与前边缘线25g在内顶点26i处相交。第二侧边缘线20b与前边缘线25f在内顶点26j处相交。
在马赫-曾德尔调制器1中，例如，第一端面21的后边缘线25b沿第一基准线R1延伸。另外，第二端面22的前边缘线25e、25f和25g沿第二基准线R2延伸。在本实施例中，在制造偏差下，第一基准线R1可以呈大致等于与第二基准线R2的角度θ3的角度倾斜。在马赫-曾德尔调制器中，前边缘线25f与第二侧边缘线25c在外顶点26f处相交，并且在制造偏差下，前边缘线25e与第一侧边缘线25a在外顶点26e处大致垂直。在制造偏差下，前边缘线25h与第二侧边缘线25c在外顶点26f处大致垂直。
在本实施例中，第一侧面23a的第一侧边缘线25a和第二侧面23b的第二侧边缘线25c分别与线LN1在顶点26k和26m处相交。第一端面21的第一部分21a能够被定向为使得角度θ1和θ3之和等于直角，而替选地，第一部分21a能够被定向为使得角度θ1和θ3之和小于直角。第一端面21的第二部分21b可以被成形为使得角度θ2和θ4之和等于直角，而替选地，能够被成形为使得角度θ2和θ4之和小于直角。
具体地，如图2B所示，多模波导台面12在半导体衬底S上具有半导体层叠体31。半导体层叠体31设有下包层32、上包层33和芯层34。下包层32和上包层33被布置在半导体衬底S上，并且芯层34被布置在下包层32与上包层33之间。除多模波导台面12之外，还有输入波导台面4、第一分支波导台面6和第二分支波导台面7均包括半导体层叠体31。
半导体层叠体31具有覆有无机绝缘膜的上面和侧面。具体地，半导体层叠体31的上面和侧面覆有无机绝缘膜35。半导体层叠体31和无机绝缘膜35嵌有平坦化膜36。半导体层叠体31、无机绝缘膜35和平坦化膜36覆有无机绝缘膜37。无机绝缘膜37覆有另一层平坦化膜38，并且平坦化膜38覆有无机绝缘膜39。
示例性多模波导台面12。
第二端面22的总宽度：13.6微米。
第二端面22与线LN之间的间距：194微米。
下包层32的厚度32a：约1.5微米。
上包层33的厚度：约1.4微米。
芯层34的厚度：约0.5微米。
下包层32和上包层33的折射率：约3.1。
芯层34的折射率：约3.4。
嵌入结构。
无机绝缘膜39：硅基无机绝缘材料，例如，氧化硅(SiO2)。
无机绝缘膜35和37：硅基无机绝缘体，例如，氮氧化硅(SiON)。
无机绝缘膜35和37的厚度：例如，约300nm。
无机绝缘膜35和37的折射率：例如，约1.7。
平坦化膜36和38：树脂体，例如，苯并环丁烯(BCB)。
如下制造半导体层叠体31。例如，在半导体衬底S上外延生长半导体层，以获得外延衬底。通过光刻和蚀刻处理外延衬底，以获得半导体层叠体31。通过上述嵌入结构，嵌入半导体层叠体31。
第一端面21在第一部分21a和第二部分21b处将在第二端面22向第一端面21的方向上传播的光向外反射。锐角(θ3和θ4)能够处于15度以上至40度以下的范围内。在多模波导台面12中的半导体和多模波导台面12外的介质的折射率方面，锐角(θ3和θ4)能够等于或接近布鲁斯特角的角度，并且在本实施例中，例如，该锐角处于25至35度的范围内。
图3A是示出根据本实施例的用于光学半导体器件的第二多模干涉仪的示意图。图3B是沿图3A中所示的线IIIb-IIIb截取的截面图。在图3A中描绘出XY正交坐标系。
马赫-曾德尔调制器1包括输出波导台面5、第一分支波导台面6、第二分支波导台面7以及用于第二多模干涉仪3(合并器)的多模波导台面43。多模波导台面43的合并器光耦合至输出波导台面5、第一分支波导台面6和第二分支波导台面7。在本实施例中，合并器包括2×1多模干涉仪，并且马赫-曾德尔调制器1使用该2×1多模干涉仪合并来自分支波导台面(6和7)的光束。多模波导台面43包括第一端面52和第二端面51、第一侧面53a和第二侧面53b以及沿基准面RPL延伸的大致平坦的顶面55。第一侧面53a位于与第二侧面53b相对的一侧。第一侧面53a和第二侧面53b以及顶面55在第二轴的方向上从第一端面52和第二端面51中的一个延伸到另一个。第一端面52和第二端面51被布置在第二轴的方向上。第一端面52位于第二端面51的相对侧。
多模波导台面43在第一端面52上的端口44的位置处被连接至输出波导台面5。多模波导台面43在第二端面51上的第一端口41的位置处被连接至第一分支波导台面6并且在第二端面51上的第二端口42的位置处被连接至第二分支波导台面7。
多模波导台面43具有顶面55与第一侧面53a共用的第一侧边缘线55a以及顶面55与第二端面53a共用的前边缘线55b。多模波导台面43的第一侧边缘线55a和第二侧边缘线55b在第一侧边缘线55a与前边缘线55b相交的外顶点56a处形成锐角(θ5)。
马赫-曾德尔调制器1为多模波导台面43提供第一侧边缘线55a与前边缘线55b在外顶点56a处形成的锐角(θ5)。多模波导台面43允许多模光分量传播。多模波导台面43能够将第一侧面53a和第二侧面53b处的多模光分量反射到第一端面52。第一端面52处的光分量在第一端面52上的端口处进入输出波导台面5并且在远离端口44的第一端面52处向外折射。这种折射允许多模波导台面43减少杂散光的出现。
在马赫-曾德尔调制器1中，多模波导台面43具有顶面55与第二侧面53b共用的第二侧边缘线55c以及顶面55与端面52(第二部分52b)共用的前边缘线55d。多模波导台面43具有由第二侧边缘线55c与前边缘线55d在第二侧边缘线55c与前边缘线55d相交的外顶点56b处形成的锐角(θ6)。
马赫-曾德尔调制器1允许多模波导台面43将第一侧面53a和第二侧面53b处的光分量反射到第一端面52。在多模波导台面43中，第二侧边缘线55c与前边55d在外顶点56b处形成锐角。多模波导台面43在第一端面52中远离第一端面52上的端口的部分处向外折射大部分光分量。这种折射允许多模波导台面43减少杂散光的出现。
制造偏差下，外顶点56b处的锐角(θ6)能够与外顶点56a处的锐角(θ5)实质上相同，但这两个角度(θ5和θ6)不限于此。锐角(θ5)能够例如处于45至90度的范围内。锐角(θ6)能够例如处于45至90度的范围内。
在马赫-曾德尔调制器1中，输出波导台面5具有第一侧面53c和第二侧面53d以及沿基准面RPL延伸的大致平坦的顶面48。顶面48邻接顶面55，并且顶面48和50沿基准面RPL延伸。
输出波导台面5具有顶面48与第一侧面53c共用的第一侧边缘线48a以及上表面48与第二侧面53d共用的第二侧边缘线48b。在输出波导台面5中，前边缘线55b与第一侧边缘线48a在第一内顶点56c处相交，并且前边缘线55d与第二侧边缘线48b在第二内顶点56d处相交。
在多模波导台面43中，前边缘线55d与穿过第一内顶点56c和第二内顶点56d的线LN2在第一内顶点56c处形成锐角(θ7)。
马赫-曾德尔调制器1为多模波导台面43提供倾斜成在第一内顶点56c处形成锐角(θ7)的第一端面52。多模波导台面43在第一端面52中稍微远离端口44的部分向外折射光分量。这种折射允许多模波导台面43减少杂散光的出现。
在马赫-曾德尔调制器1中，多模波导台面43允许前边缘线55d与线LN2在第二内顶点56d处形成锐角(θ8)。
在马赫-曾德尔调制器1中，第一端面52在第二内顶点56d处以锐角(θ8)倾斜允许多模波导台面43在第一端面52中稍微远离端口44的部分处向外折射光分量。这种折射允许多模波导台面43减少杂散光的出现。
在制造偏差下，第二内顶点56d的锐角(θ8)能够与第一内顶点56c的锐角(θ7)实质上相同，但锐角(θ7和θ8)不限于此。锐角(θ7)能够例如处于不小于0度至45度以下的范围内，并且能够处于15度以上至40度以下的范围内。锐角(θ8)能够例如处于不小于0度至45度以下的范围内，并且能够处于15度以上至40度以下的范围内。在通过干法蚀刻形成半导体台面时，过大的角度(θ7和θ8)可能会妨碍在第一内顶点56c和第二内顶点56d附近提供蚀刻气体。
在马赫-曾德尔调制器1中，多模波导台面具有第二端面51与顶面55共用的后边缘线55e、55f和55g。后边缘线55e与第一侧边缘线55a在外顶点56e处相交。后边55f与第二侧边缘线55c在外顶点56f处相交。
在马赫-曾德尔调制器1中，第一分支波导台面6具有第一侧面53e和第二侧面53f以及沿基准面RPL延伸的大致平坦的顶面50。第一分支波导台面6具有顶面50与第一侧面53e共用的第一侧边缘线50a以及顶面50与第二侧面53f共用的第二侧边缘线50b。第一侧边缘线50a与后边缘线55e在内顶点56g处相交。第二侧边缘线50b在内顶点56i处与后边缘线55g相交。
第二分支波导台面7具有第一侧面53g和第二侧面53h以及沿基准面RPL延伸的大致平坦的顶面54。第二分支波导台面7具有顶面54与第一侧面53g共用的第一侧边缘线54a以及顶面54与第二侧面53h共用的第二侧边缘线54b。第一侧边缘线54a在内顶点56h处与后边缘线55g相交，并且第二侧边缘线54b在内顶点56j处与后边缘线55f相交。
在马赫-曾德尔调制器1中，例如，第一端面52的前边缘线55b沿第一基准线R3延伸。另外，第二端面51的后边缘线55e、55f和55g沿第二基准线R4延伸。在本实施例中，在制造偏差下，第一基准线R3可以与第二基准线R4以实质上等于角θ7的角度倾斜。
在马赫-曾德尔调制器中，后边缘线55e在外顶点56e处与第一侧边缘线55a相交。在制造偏差下，后边缘线55e在外顶点56e处与第一侧边缘线25a大致垂直。后边缘线55f在外顶点56f处与第二侧边缘线55c相交。在制造偏差下，后边缘线55f在外顶点56f处与第二侧边缘线55c大致垂直。
在本实施例中，第一侧面53a和第二侧面53b在交叉顶点56k和56m处与线LN2相交。具体地，在第一端面52的第一部分52a(第二部分52b)中，前边缘线55b与线LN2之间的距离从交叉顶点56k与外顶点56a之间的距离沿交叉顶点56k(或外顶点56a)到第一内顶点56c的方向单调减小。
第一端面52的第一部分52a可以被定向为使得角度θ5和θ7之和等于90度，而替选地，角度θ5和θ7之和小于90度。第一端面52的第二部分52b可以被定向为使得角度θ6和θ8之和等于90度，而替选地，角度θ6和θ8之和小于90度。
在多模波导台面43中，顶面55、第一侧面53a和第二侧面53b覆有无机绝缘膜。在输出波导台面5中，顶面48、第一侧面53c和第二侧面53d覆有无机绝缘膜。
如图3B所示，具体地，多模波导台面43也设有半导体层叠体31，半导体层叠体31具有下包层32、上包层33和芯层34。下包层32和上包层33被布置在半导体衬底S上，并且芯层34被布置在下包层32与上包层33之间。多模波导台面43、输出波导台面5、第一分支波导台面6和第二分支波导台面7均设有半导体层叠体31。
第一端面52在第一部分52a和第二部分52b处向外反射在第二端面51到第一端面52的方向上传播的光。锐角(θ7和θ8)能够处于15度以上至40度以下的范围内。在多模波导台面43中的半导体和覆盖多模波导台面43的介质的折射率方面，锐角(θ7和θ8)能够等于或接近布儒斯特角。在本实施例中，这样的角度例如处于25至35度的范围内。
回顾图1，马赫-曾德尔调制器1使用第一电极8和第二电极9调制传播通过第一分支波导台面6和第二分支波导台面7的光束的相位。具体地，第一电极8被布置在第一分支波导台面6上并且经由布线金属层向第一分支波导台面6施加驱动信号。第二电极9被布置在第二分支波导台面7上并且经由布线金属层向第二分支波导台面7施加驱动信号。响应于第一电极8上的电压，第一分支波导台面6更改光束的相位。类似地，响应于第二电极9上的电压，第二分支波导台面7更改光束的相位。合并器能够合并来自波导台面的光束以从其产生单个光束。
响应于相同相位的两个入射光束，第二多模干涉仪3生成大幅度的光束，在下文中将其称为“ON-STATE”。响应于相位相反的两个入射光束，第二多模干涉仪3生成大致为零的极小幅度的光束，在下文中将其称为“OFF-STATE”。马赫-曾德尔调制器1中的消光比被定义为ON-STATE中的输出光强ION与OFF-STATE中的输出光强IOFF之比(ION/IOFF)。根据本实施例的第二多模干涉仪3能够提高马赫-曾德尔调制器1的消光比。此外，根据本实施例的多模干涉仪2和第二多模干涉仪3能够减少马赫-曾德尔调制器1中的杂散光。
根据上文的描述可以理解，具有第一多模干涉仪2和第二多模干涉仪3中的至少一个的马赫-曾德尔调制器1能够实现高质量的光调制。具体地，马赫-曾德尔调制器1能够包括第一多模干涉仪2和第二多模干涉仪3，或者包括多模干涉仪2或第二多模干涉仪3。
视需要，马赫-曾德尔调制器1可以为第二多模干涉仪3提供合并器，并且为分配器提供结构不同于多模干涉仪2的另一个多模干涉仪。替选地，马赫-曾德尔调制器1可以为分配器提供多模干涉仪2，并且可以为合并器提供结构不同于第二多模干涉仪3的另一个多模干涉仪。马赫-曾德尔调制器1能够实现高质量的光传输。
图4A和图4B是各自示出结构不同于第一多模干涉仪2和第二多模干涉仪3的结构的多模干涉仪的视图。在图4A和图4B中绘出XY坐标系。
多模干涉仪100包括多模波导台面143，其具有在制造偏差下彼此大致平行的第一侧面153a和第二侧面153b以及彼此大致平行的第一端面151和第二端面152。两个波导台面被连接至第一端面151上的端口141和142(例如，输入端口)，并且单个波导台面被连接至第二端面152上的端口144(例如，输出端口)。在制造偏差下，与第一侧面153a和第二端面152相关联的外顶点156a处的角度(θ11)为90度。在制造偏差下，与第二侧面153b和第二端面152相关联的外顶点156b处的角度(θ12)为90度。在制造偏差下，与第一侧面153a和第一端面151相关联的外顶点156c处的角度也为90度。在制造偏差下，与第二侧面153b和第一端面151相关联的外顶点156d处的角度也为90度。
多模干涉仪200包括多模波导台面243，其包括彼此平行的第一侧面253a和第二侧面253b以及第一面251和第二端面252。第二端面252的第一部分252a和第二部分252b与第一端面251倾斜，使得第二端面252的第一部分252a与第二部分252b之间的距离沿第一端面251到第二端面252的方向减小。两个波导台面被连接至第一端面251上的端口241和242(例如，输入端口)，并且单个波导台面被连接至第二端面252上的端口244(例如，输出端口)。与第一侧面253a和第二端面252相关联的外顶点256a处的角度(θ21)为钝角，例如112度。与第二侧面253b和第二端面252相关联的外顶点256b处的角度(θ22)为钝角，例如112度。另外，在制造偏差下，与第一侧面253a和第一端面251相关联的外顶点256c处的角度为90度。在制造偏差下，与第二侧面253b和第一端面251相关联的外顶点256d处的角度也为90度。
多模干涉仪100、200和3各自在其两个端口处接收相位相反的光束。
图5A、图5B和图5C各自示出多模波导台面的波导长度(称为“MMI长度”)与多模干涉仪的特性之间的关系。通过本征模展开(EME)方法，使用模拟模型来计算多模干涉仪的特性。输出端口与具有两个输入端口的端面之间的距离称为MMI长度。图5A、图5B和图5C中的横轴指示波导长度。图5A的纵轴指示在OFF-STATE中的输出量，并且输出量是多模干涉仪的光功率(LIN)与多模干涉仪的光功率(LOUT)的比率(LOUT/LIN)。图5B的纵轴表示在OFF-STATE中的反射率(反光率)，并且反射率由(I2/I1)0.5表示，其中“I1”表示从入射端口输入到多模波导台面的光功率，“I2”表示反馈到入射端口的光功率。图5C的纵轴指示消光比。图5A和图5C用符号61至63表示第二多模干涉仪3的模拟结果，用符号64至66表示多模干涉仪100的模拟结果，并且用符号67至69表示多模干涉仪200的模拟结果。
如图5A所示，第二多模干涉仪3和200在横轴范围(多模波导的长度)上呈现大致恒定的输出量(61和67)。多模干涉仪100在多模波导的设计长度附近呈现最小输出量(64)。第二多模干涉仪3呈现输出量(61)，其比多模干涉仪100和200的输出量(64和67)小约4至7个数量级。
如图5B所示，第二多模干涉仪3呈现反射率(62)，其比多模干涉仪100的反射率(65)小几个数量级并且比多模干涉仪200的反射率(68)小一个数量级。
如图5C所示，第二多模干涉仪3、100和200的最大消光比分别为约70dB、约42dB和约7.6dB。
另外，在第二多模干涉仪3和200中，消光比在横轴上的取值范围内(多模波导台面的长度)几乎不变。在多模干涉仪100中，消光比随MMI长度变化。多模干涉仪100的这种变化与OFF-STATE中的输出量变化相关联。第二多模干涉仪3在多模干涉仪当中具有最大消光比的最佳值，因为在OFF-STATE中，第二多模干涉仪3的输出量远小于多模干涉仪100和200的输出量。在多模波导台面中，邻接输出端口的整个端面倾斜(在本实施例中，第一部分52a和第二部分52b倾斜)允许消光比与MMI长度变化的相关性较小。这种较小的相关性归因于整个端面的倾斜能够将从入射端口入射到多模波导台面上的光向多模波导台面外面辐射或反射。在倾斜端面上具有出射端口的多模波导台面呈现消光比与MMI长度变化的相关性很小。
多模干涉仪200的最大消光比小于第二多模干涉仪3和100的最大消光比。上述模拟结果能够基于以下原因来理解：多模干涉仪200具有第一部分252a和第二部分252b，其宽度朝向位于多模波导台面243中心的出射端口缩窄，并且第一部分252a和第二部分252b能够反射向内传播的光。该反射光反向传播到端口244(出射端口)，并且一部分反向光可以射入端口244。
图6A、图6B和图6C示出多模波导台面的波导宽度(称为“MMI宽度”)与多模干涉仪的特性之间的关系。通过本征模展开(EME)方法，使用模拟模型来计算多模干涉仪的特性。MMI宽度被定义为在多模波导台面延伸的波导轴的方向上延伸的第一侧面与第二侧面之间的距离。图6A、图6B和图6C中的横轴指示MMI宽度。图6A的纵轴表示在OFF-STATE中的输出量，图6B的纵轴指示在OFF-STATE中的反射率，图6C的纵轴指示消光比。图6A、图6B和图6C用符号71至73表示第二多模干涉仪3的模拟结果。图6A、图6B和图6C用符号74至76表示多模干涉仪100的模拟结果。
如图6A所示，第二多模干涉仪3的输出量在横轴范围内大致恒定。多模干涉仪100在横轴上的MMI宽度的设计值处具有最小输出量。另外，第二多模干涉仪3的输出量比多模干涉仪100的输出量小约4个数量级。
如图6B所示，第二多模干涉仪3的反射率比多模干涉仪200的反射率小几个数量级。
如图6C所示，第二多模干涉仪3的最大消光比约为70dB。多模干涉仪100的最大消光比约为40dB。第二多模干涉仪3与MMI宽度的变化几乎不相关。但是，多模干涉仪100的消光比与横轴上的MMI宽度相关。这些结果表明，在邻接输出端口的整个端面上包括倾斜面(端面的第一部分和第二部分)的多模波导台面具有很高的最大消光比，并且多模波导台面的消光比与MMI宽度的变化不相关。
图7A是示出根据本实施例的用于第二多模干涉仪的多模波导台面中的光强分布的视图，图7B是示出用于多模干涉仪100的多模波导台面中的光强分布的视图。图7A和图7B所示的模拟结果通过光束传播(BPM)方法来计算。采用BPM方法进行计算无法考虑到MMI光波导中反射的光。另外，每个模拟假设入射到MMI光波导上的光仅在被连接至多模波导台面的输出端口的端面处向外辐射，而不射入输出端口。在图7A和图7B中，X轴定向于从多模波导台面43的第二端面51到第一端面52的方向。Y轴位于多模波导台面43的端口44(输出端口)上。
如图7A所示，来自第一端口41和第二端口42的大部分光分量L1和L2在两侧邻接端口44(出射端口)的倾斜面(第一端面52，包括第一部分52a和第二部分52b)折射。这些附图显示由第一端面52反射的反光量极小。
如图7B所示，来自端口141和142的光分量L11和L12被反射到多模波导台面143，而未在两侧邻接端口144(输出端口)的第二端面152处折射。
图8和图9是示出根据本实施例的多模波导台面中的第二端面的倾斜角与多模干涉仪的反射率之间的关系的视图。具体地，图8示出反射率与第二端面的倾斜角度(θ3、θ4、θ7和θ8)的相关性。在图8中，横轴表示第二多模干涉仪3中的角度θ7，并且纵轴表示反射率。图9示出反射率与第二端面的倾斜角度(θ1、θ2、θ5和θ6)的相关性。在图9中，横轴表示第二多模干涉仪3中的角度θ5，并且纵轴表示反射率。图8和图9中的结果通过时域有限差分(FDTD)方法来计算。
参照图8，反射率在约30度的角度θ7处最低。例如，角度θ7处于15度以上且42度以下的范围内，获得25％以下的反射率。从图8所示的结果可以看出，第二端面的倾斜提高了消光比。此外，消光比在上述角度范围内具有优异值。
参照图9，反射率在约60度的角度θ5处最低。例如，角度θ7处于48度以上且75度以下的角度范围内，获得25％以下的反射率。从图9所示的结果可以看出，第二端面的倾斜提高了消光比。消光比在上述角度范围内具有优异值。
本实施例允许多模干涉仪改善其消光比，并且能够使马赫-曾德尔调制器设有该多模干涉仪。
已经在本发明的优选实施例中描述并说明本发明的原理，本领域技术人员应领会到，在不脱离这些原理的情况下，可以在布置和细节方面对本发明作出修改。因此，我们要求保护所附权利要求的精神和范围内的全部修改和变化。

Claims (10)

1.一种马赫-曾德尔调制器，包括：
第一分支波导台面；
第二分支波导台面；
波导台面；以及
合并器，所述合并器被光学地耦合至所述第一分支波导台面、所述第二分支波导台面、以及所述波导台面，
所述合并器包括多模波导台面，
所述多模波导台面具有在第一轴的方向上延伸的顶面、在所述第一轴的方向上延伸的第一侧面和第二侧面、以及被布置在所述第一轴的方向上的第一端面和第二端面，
所述多模波导台面在所述第一端面上的端口处被连接至所述波导台面，
所述多模波导台面在所述第二端面上的第一端口处被连接至所述第一分支波导台面，
所述多模波导台面在所述第二端面上的第二端口处被连接至所述第二分支波导台面，
所述多模波导台面具有由所述多模波导台面的所述第一侧面与所述顶面共用的第一侧边缘线、以及由所述多模波导台面的所述第一端面与所述顶面共用的前边缘线，
所述第一侧边缘线与所述前边缘线在外顶点处相交，以及
所述第一侧边缘线与所述前边缘线在所述外顶点处形成锐角。
2.根据权利要求1所述的马赫-曾德尔调制器，其中，
所述合并器包括2×1多模干涉仪。
3.根据权利要求1所述的马赫-曾德尔调制器，其中，
所述波导台面包括顶面、第一侧面和第二侧面，
所述波导台面具有由所述顶面与所述第一侧面共用的第一侧边缘线、以及由所述顶面与所述第二侧面共用的第二侧边缘线，
所述波导台面的所述前边缘线与所述第一侧边缘线在第一内顶点处相交，
所述波导台面的所述前边缘线与所述第二侧边缘线在第二内顶点处相交，以及
所述多模波导台面的所述前边缘线与穿过所述第一内顶点和所述第二内顶点的线形成锐角。
4.根据权利要求3所述的马赫-曾德尔调制器，其中，
所述前边缘线沿第一基准线延伸，
所述多模波导台面具有由所述多模波导台面的所述第二端面与所述顶面共用的后边缘线，
所述后边缘线沿第二基准线延伸，以及
所述第一基准线与所述第二基准线形成与在所述第一内顶点处的所述锐角实质上相同的角度。
5.一种马赫-曾德尔调制器，包括：
第一分支波导台面；
第二分支波导台面；
波导台面；以及
分配器，所述分配器被光学地耦合至所述第一分支波导台面、所述第二分支波导台面、以及所述波导台面，
所述分配器包括多模波导台面，
所述多模波导台面具有在第一轴的方向上延伸的顶面、在所述第一轴的方向上延伸的第一侧面和第二侧面、以及被布置在所述第一轴的方向上的第一端面和第二端面，
所述多模波导台面在所述第一端面上的端口处被连接至所述波导台面，
所述多模波导台面在所述第二端面上的第一端口处被连接至所述第一分支波导台面，
所述多模波导台面在所述第二端面上的第二端口处被连接至所述第二分支波导台面，
所述多模波导台面具有由所述多模波导台面的所述顶面与所述第一侧面共用的第一侧边缘线、以及由所述多模波导台面的所述顶面与所述第一端面共用的后边缘线，
所述第一侧边缘线与所述后边缘线在外顶点处相交，以及
所述第一侧边缘线与所述后边缘线在所述外顶点处形成锐角。
6.根据权利要求5所述的马赫-曾德尔调制器，其中，
所述分配器包括1×2多模干涉仪。
7.根据权利要求5所述的马赫-曾德尔调制器，其中，
所述波导台面包括顶面、第一侧面和第二侧面，
所述波导台面具有由所述波导台面的所述顶面与所述波导台面的所述第一侧面共用的第一侧边缘线、以及由所述波导台面的所述顶面与所述波导台面的所述第二侧面共用的第二侧边缘线，
所述波导台面的所述后边缘线与所述第一侧边缘线在第一内顶点处相交，
所述波导台面的所述后边缘线与所述第二侧边缘线在第二内顶点处相交，以及
所述多模波导台面的所述后边缘线与穿过所述第一内顶点和所述第二内顶点的线形成锐角。
8.根据权利要求7所述的马赫-曾德尔调制器，其中，
所述后边缘线沿第一基准线延伸，
所述多模波导台面具有由所述多模波导台面的所述顶面与所述多模波导台面的所述第二端面共用的前边缘线，
所述前边缘线沿第二基准线延伸，以及
所述第一基准线与所述第二基准线形成与在所述第一内顶点处的所述锐角实质上相同的角度。
9.一种多模干涉仪，包括：
多模波导台面，所述多模波导台面具有在第一轴的方向上延伸的顶面、在所述第一轴的方向上延伸的第一侧面和第二侧面、以及被布置在所述第一轴的方向上的第一端面和第二端面；
波导台面，所述波导台面在所述多模波导台面的端口处被连接至所述第一端面；
第一波导台面，所述第一波导台面在所述多模波导台面的第一端口处被连接至所述第二端面；以及
第二波导台面，所述第二波导台面在所述多模波导台面的第二端口处被连接至所述第二端面，
所述多模波导台面具有由所述多模波导台面的所述顶面与所述多模波导台面的所述第一侧面共用的第一侧边缘线、以及由所述多模波导台面的所述顶面与所述多模波导台面的所述第一端面共用的端线，
所述第一侧边缘线与所述端线在外顶点处相交，以及
所述第一侧边缘线与所述端线在所述外顶点处形成锐角。
10.根据权利要求9所述的多模干涉仪，其中，
所述波导台面包括顶面、第一侧面和第二侧面，
所述波导台面具有由所述波导台面的所述顶面与所述波导台面的所述第一侧面共用的第一侧边缘线、以及由所述波导台面的所述顶面与所述波导台面的所述第二侧面共用的第二侧边缘线，
所述波导台面的所述端线与所述第一侧边缘线在第一内顶点处相交，
所述波导台面的所述端线与所述第二侧边缘线在第二内顶点处相交，以及
所述多模波导台面的所述端线与穿过所述第一内顶点和所述第二内顶点的线形成锐角。
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