TW214593B - - Google Patents

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TW214593B TW081109262A TW81109262A TW214593B TW 214593 B TW214593 B TW 214593B TW 081109262 A TW081109262 A TW 081109262A TW 81109262 A TW81109262 A TW 81109262A TW 214593 B TW214593 B TW 214593B
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Description

Λ 6 R(i 五、發明説明（1 ) 發 明背景 發明界說 本發明係關於光電装置，且本發明係特別地關於導波管 陣列装置及數位式光學裝置。 習知技藝之說明 光學導波管（不論是主動式或被動式導波管）已自半導 體，無機或有機材料製得。在電信及感應器應用上已報導 有光學導波管開關。 導波管能自許多種不同的材料製成•大部份的該材料可 被歸類為结晶型或非晶型，此種材料會呈現光罨效應•此 光霉效應廣闊地定義為包括折射率的變化，Μ及電吸收效 應（其是吸收上的改變），且兩者效應皆由於應用電場至 材料（光在此材料中傳送）中而引起。半導髑導波管的可 能製法為連續地將结晶層（例如*GaAlAS，GaAs，及 GaAlAs連續層）生長。可用於製造導波管的其他種材料的 例子為鈮酸鋰（LiNb03)，組酸鋰（LiTa03) *氧化鋅（ ZnO)，及玻璃狀聚合物，其摻雜有非線性光學部份。 經濟部中央標準局員工消費合作社印紫 用罨場改變折射率之此事實能應用於製造光學積體電硌 開闞，調變器，及方向性藕合器。截面在數個波長等级的 單一棋式等波管正在光電媒介中構建中•其構建係使用該 科技K製造微電子霣路。雷射光被連合進入至此種等波管 中*接著•被引導經過不同型式的交換元件，此元件能如 本紙張又度適用中國國家標準（CNS)甲4規格（210 X 297公货） 經濟部中央標準局β工消費合作社印製
At； B«； 五、發明説明（2 ) 電子引導通遇電子晶片一般地快速或者較通過電子晶片更 快。通常*此種罨路被稱為光子晶片且在光學記錄•通信 ，計算及影象圖形上的用途潛力無窮。 軟洲專利申請第338 864 A2 (Miyauchi等人）揭露出一 種積體磁一光放音頭，其使用一分離式光源，用於將光線 導引至光碟上的導波管，K及第二導波管（K將反射光線 用光電探測器加以微分檢波）。 在 Suhara等人 * "An integrated optic disc pickup device， ” 第5 I00C至第 11 ECOC 1985， Venezia ，義大 利，1985年10月中已提出一種檷成一光碟拾像設備 (IODPD) °I0DPD裝置係在單一基材上將聚焦光柵式藕合 器，光柵式光束分裂器及在薄膜導波管中的光電二極管加 Μ集成而構成I0DPD裝置。該装置為單一信道裝置且通用 於非重寫式光碟媒介上。雖然在此積成拾像設備中，糸统 的慣性降低，可是聚焦光柵式藕合器對波長敏感。 歡洲專利第0174008號（Inoue等人）描述一種使用菲 涅耳透鏡，聚焦光栅式藕合器及經替換的光電二極管而構 成的積成光學頭，其係用於跟踪，誤差及信號的檢測。 美國專利第4801 184號（Revelli)描述一種在非重寫式 光碟上讀出及寫入資料的光學頭，其中，雷射光在板式導 波管上被引導•接著，«用光《聚焦光柵式藕合器（在相 同的基材上製造的）將雷射光在光碟上聚焦，藉用位在基 材上相反面上的光電探测器將反射光加Μ微分讀取，Μ供 聚焦及跟踪控制，此項發明係用於一次一位元記錄且不適 - 4 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)甲4規格（210 X 297公釐） ----------^——I.-----------裝---——.玎------^ -叫乇'".-'-"而之注-^項再塡寫本頁) 經濟部中央標準局w工消费合作社印製 ΛΓ，
Rti 五、發明説明（5 ) 於應用於磁光媒介上。 美國專利第4796226 (Valetta)描述一種供自光碟上讀 取資料的新穎積成光學讀取頭，該光學頭使用干擾技術Μ 序列式的方式讀取資料》不同於傳统的光學頭•在 Valetta中描述的光學頭只需要在光碟及光學頭之間存有 棰小空間。 數種使用雷射陣列的平行定址線路已在文獻中報導遇， 請見，K . N i s h i m u r a 及 S . M u r a t a , P a p e r N 〇 . W A 2 - 1 , Optical Data Storage Topical Meeting,1989年.1 月 17 奎]·9 日，SPIE及 W.P. Altman 等人，31_1 RCA Engineer (1986年1月12日）。在此些案例中，使用5至9個雷射 二極體陣列，Μ將在光碟上的5至8個位元定址，此雷射 陣列線路所伴生的問題有雷射陣列溫度之上升，波棋跳動 ，波長位移及擊穿。 美國專利第4074085號（Russell)描述一種供在光學記 錄器上同時掃描許多資料軌的光學記錄放音裝置，該裝置 使用分離式雷射光，供掃描用的體光學系統及驗電流器， 此糸统並不是集成式光學裝置電路。 美國專利第 4298974 (Tsunoda等人）描述一種用於視 頻錄像盤用的光學頭，其包含半導體笛射陣列（其當做在 許多軌上鑲取及寫入的光源）及光學糸统，該光學系統自 雷射陣列引導雷射束至預先決定的記錄媒介。 美國專利第4070092 (Burns)描述一種當做活動光學導 波管支路的Y轉換器，此轉換器包括一與兩個元件臂或分 本紙張尺度適用中國舀家標準（CNS)甲4规格（210 X 297公货） .!. ’ . 裝---Γ.---ΤΓ------^ (-'*-?先閱‘:'.!背而之;±*脊項再塡寫衣頁) 經濟部中央標準局負工消費合作社印製 _____m;___ 五、發明説明（4) 支連接成支路的單一主導波管，Μ使得通過主導波管的光 學輻射會正常地分別進入兩相等的支路費，相對於中間電 極的電極係在支路壁之間形成，且該電極能選擇地成為正 性或負性，如此，相對於另一支路，電極使得能選擇Υ轉 換器的一支路*此選擇係取決於所施加電極的極性。 美國專利第4775207號（Silberberg)描述一種具有交 換性開/關比大於1000: 1的數位式光學X轉換器，該光 電轉換器係在基材上構成•該轉換器包括具有不相等寬度 的第一及第二導波管及中央區域，在此轉換器中*自兩输 入導波管來的光線合併。用於產生霣埸的電極置於與中央 區域相鄹的位置且此電極係用於Μ步階方式將光束自第一 输出導波管轉換至第二输出等波管。 本發明之概要 簡而言之，就本發明之一観點而言，本發明提供一種讀取 或寫入光碟上位元資料的方法，其使用位元串列或並列定 址的電路，此電路包含一涸以上的雷射二極體以及一種將 自雷射二極髁發射的光線在光電専波管陣列内傳送的装置 Ο 就本發明之另一観點而言，本發明提供一種光學頭，此 光學頭包括： (¾發射光束的光源， 用於光學引導光束的導波管陣列•其使得導波管陣列 係置於基材上，且其中，利用外加轚位藉用介於等波管陣 6 本紙張又度適用中國國家標準（CNS)甲4規格（210 X 297公釐） ——.-----;-l*—d------------裝----.---订------線 (^"""背而之注念麥項再塡寫本頁) 214593 ____ Βι; 五、發明説明（5) (-"間.-!:而之注"餐項再填.寫本頁) 列中個個道之間的轉換裝置轉換光束* (α誤差跟踪信道，其使得當誤差跟踪信道檢测出光學頭 失調時，自誤差跟踪信道產生的信號會使得光學頭重新對 齊， <d)可有可不有的清除信道*其使得射入至清除信道中的 光線直接地射人至基材中，或者該光線射入通過清除信道 •然後，射入基材中，Μ及 <e)第一感测装置* Κ檢测聚焦誤差及跟踪誤差，Κ及 第二感测装置，以感測及處理讀自光碟的資料。 等波管陣列係K位元串列定址路霣（bit serial addressing scheme)之成式佈列，其使得同一時間内陣列 的信道中之唯一個能讀取或寫入，或者，導波管陣列係以 並列定址罨路 （Parallel addressing scheme)之方式佈 列導波管陣列，其使得所有的陣列信道能同時讀取或窝人 ，此外，用於改變來自電射二極體的光線的光路徑的轉換 装置可為方向性藕合器*截止調變器或電吸收調變器•數 位式光學轉換器，諸如Y轉換器或X轉換器。 附圃之簡要說明 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 圖l(a>至（〇為光學多路傳输/多路分雄器導波管陣列的 代表性略圃，及特別地 ⑻顯示1 X 9的光學多路分離器， (b)顯示1 X 9的交集式光學導波管陣列，Μ及 本紙張尺及適用中國國家標準（CNS)甲4規格（210 X 297公釐） ；14593 Λ(ί 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 五、發明説明（6 ) ®顯示並列定址轚路，其中•输出係由交互作用區域所 控制。 圖2為光碟定址霣路的代表性略圖，其使用κ位元串列 棋式操作的1x5藕合器， 圖3為用圖2的1 χ4導波管陣列的軌定址時序繪出的 代表性概圖， 圖4為使用1X9稱合器按位元串列模式的光碟定址電 路· 圖5為使用分離'式功率分裂器及調麥器的並列定址電路 的代表性略圖， 圖6為數位式光學調變器光子晶片（digital optical modulator photonic chip)。 圖7為Y轉換器的代表性圖。 較佳具體賨例的說明 本發明之裝置Μ許多導波管（被稱為光學多路分離器） 為主’定址方法（即使用光學信號分離器將光碟讀取或寫 入。例如，方向性藕合器能具有一對緊密靠在一起的導波 管’即按中央至中央之距離為約5至15微米。在應用霣場 之後’等波管的折射率改變了。電場Ε會造成折射率η的 小量顯著的改變，定義如下 △ n = n3· r · Ε/2 (•.^tra*:-!背而之;lAf 項再塡寫本頁) 裝. *ϊτ .線_ 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)甲4規格（210 X 297公釐） 214593 Λ 6 Rii 五、發明説明（7 ) -?^閲-、片而之"-蒋項再填寫本頁) 式中| r為決定此數目改變的光電涤數*例如，在 LiNb〇3 中 r =30.0χ10-β 微米 / 伏特 另一種方法如下，載波射入導波管區域亦能使得導波管 的折射率降低。以三次非線性效應（third order non-linear effect)如X® 亦可改變折射率。在主動狀態 下，（例如）若光線導入第一信道，只要兩信道緊密一起 且取決於交互長度，對稱性等，光線可自第一信道或第二 信道射出。就相對於另一導波管而言，用適當数目的上述 導波管工具，改變折射率會改變射出光線的方向，例如* 自第一信道變至第二信道。 截止調麥器是一種光電装置*此装置中，在施用適當的 電場之下，光線可自導波管轉換至基材。選擇地，電吸附 装置是電吸收裝置（electroabsorptive device)。 例如，傅铳的定址電路使用單一的雷射二極體且在某一 時間内在光碟上讓取或寫入一位元的資料，此種系統的寫 入速度特性是由光碟的旋轉速度所控制。 經濟部中央標準屬員工消費合作社印製 本發明中所設計用於在光碟上定址的數種其他定址電路 (基於許多導波管）係槪要地顥示在圖1«>至（c)。在圖1 中顯示一種K位元串列定址轚路方式操作的1 X 9光學多 路分雛器。光束自—雷射二極體2Q (功率P毫瓦）射出進 入中央信道21。雷射二槿體2〇通常具有1至150¾瓦的功 率能力。通常’每一信道的输出以為8至20奄瓦*也就是 通常在光碟上寫入一位元資料所箱的功率數量。光學轉換 器22能使得光學路徑改變至特殊的導波管信道23 ·此光學 - 9 本紙張尺度通用中國國家標苹（CNS)甲4規格（210 X 297公釐）
,A(i BG 214533 五、發明説明（8) (-也^-背而之注-^^再塡寫本頁) 縛換器之一例子為方向性《合轉換器。使用光學轉換器装 置22 ’以用於改變光束射入中央信道21的光學路徑。說明 於圖1⑻中的方向性藕合器是基於光電效應，其中，折射 率的改麥及光的傳播常數是受到外加電場的影響*而導至 光至一或兩者之一的信道（此信道係關於光路徑的轉換） 中。在典型的寫入程序中，以較快之序列，光自中央信道 轉換至各種其他的信道。每一信道只能寫入一位元的資料 〇 圖1(b)說明一種使用相交導波管的位元串列定址電路， 光線自雷射二極體3〇射人至信道31，在導波管的相交33處 使用光電效應，K將光線局限至適當的信道，用於轉換光 線的相交導波管已描述於文獻中，請見A. Neyer*, 19(14) Electronic Letters 553(1983) ° 經濟部中央標準局員工消費合作社印*'1找 並列定址電路係顯示於画1⑵中，在此電路中，光線41 先自雷射二極體40射出而藉用一套的被動或主動分裂器42 同時進人所有的信道。每一信道45與活性區域43相结合， Μ將光線Μ (來自該信道）的输出強度加Μ調整及控制。 不同的位元串列定址電路，如此做需要Ν X Ρ毫瓦的功率 能量*以能騙動Ν個信道。通常，區域43可為光學轉換器 ，諸如方向性藕合轉換器，或截止或電吸收調變器，或數 位式光學轉換器，諸如Υ轉換器或X轉換器。截止調麥器 的操作機轉是光電效果，而®吸收調變器是使用轚吸收效 應·即藉用外加電場而改變物料的吸收係數。 圖2中顯示使用1 X 5SS合器的光磲定址電路的略圖， - 10 - 本纸張尺·度適用中國國家標準（CNS)甲4規格（210 X 297公坌） A(i A(i 214593 五、發明説明（9 ) 此電路係使用如圖1⑻至tb)中所描述的位元串列定址模式 ，Μ自光碟上的碟軌55上讀取或寫入已寫人位元84資料。 讀取或寫入資料所裔的介於光碟67及多路分離器SG之間的 中間光元件係為了簡便已省略不繪出。中間光元件已描述 於專利文獻（美國專利第4787076 (Deguchi等人）及 4566090 (Eberly))，且此文字敘述併人本案以供參考。 圖2中的定址構形說明在晶片即上的積成雷射二極體61。 此構成具有由雷射二極髑61，専波管陣列，及驅動電子 (用於驅動雷射二棰體及導波管陣列）所姐成單晶積成的 優點，第一感测装置是用於檢澜聚焦誤差及跟踪誤差，且 此種装置為此技藝人士所習知且描述在美國專利第 4566090 (Ebe「ly)及第 4787076 (Deguchi 等人）中且此 些描述併入本案Μ供參考。第二感測裝置係用於感测及處 理資料，且此捶裝置為此技S中習知的且描述在（例如） 美國專利第4751922號 （MacAnally等人）且此些敘述並 入本案Μ供參考。 若雷射二極體在導波管陣列之外操作上，此種结構可被 充許使用•此後者之構形中，自雷射二極體S1射出的光線 係聚焦於中央導波管信道68的末端截面上，.藉併入一系列 的光學轉換器83 (位於導波管陣列中），自中央信道S8來 的光線導向通過個個信道SS，μ霣子式控制光線（自雷射 二極體61射出的光線）的行徑。例如，光學轉換器S3可為 方向性鞴合器，另一種方式，光學轉換器63可為數位式光 學轉換器，此如上所討論者。 11 各紙張又度適用中國园家標率（CNS)甲4規格（210 X 297公货） 裝--------.订------g * ~ r L''iTt:VJ-^而之：;-£-黄^再塡寫本頁) 經濟部中央標準局員工消費合作社中製 Λ(； Β(3 214593 五、發明説明（1 〇 ) 在現在遢在使用的傳统方法中•雷射二極體被轉換為開 或關且只使用位元定址時間的一短暫時間*在此電路中， 雷射二極體係以短的工作狀能循環之方式操作，其導致媛 慢的資料率 （data rate)。相對照之下*在本發明之定址 電路中，雷射二極體係K基本上連鑛波棋式（CW)的方 式下操作。 本發明之圖2中·使用清除信道62，Μ將雷射二極賭61 之功率辐射至基材上，此時，在光磲上並未有定址動作。 清除信道S2是活性方向性藕合器，在此處·光學能量自中 央信道轉移至需求下的清除信道内。本案中所使用的”清 除信道”可為分離分開的公開信道，經由此信道，雷射二 極體能量能輻射射入基材中，或者，經由操作的辐射横式 ，清除信道亦能鑑定雷射二極體能量直接辐射進入基材的 過程，例如*光線射入Υ轉換器之支路中之一者，而输出 能量傳送入主支路（Υ轉換器之支路）*再至記錄媒介· 或者，能量直接輻射進入基材。相同的具體實例亦顯示跟 踪信道69，其跟踪光學頭（未繪出）且與碟軌S5對齊，且 若光學頭（未繪出）與碟軌65僱離時會產生誤差信號。經 由適當的罨子轚路，所產生的誤差信號再賴用跟踪服伺糸 統將光學頭（未繪出）與碟軌65對齊。操作上，跟踪信道 的是主動或被動導波管，其能將功率的小部份分開.例如 ，自中央信道S8分出1至2奄瓦的功率，如圖所示，跟踪 信道Μ是主動方向性藕合器。 - 12 - 本紙張又度適用中國國家標华（CNS)甲4規格（210 X 297公釐） ——；-------^---------------裝----：---.订------線 --也問‘；"1:而之：;£-?^再塡寫本頁) 經濟部中央標準局8工消費合作社印製 \ti m'; 214593 五、發明説明（11 ) 本發明之另一觀點是積成光子晶片.，此晶Η包含有數位 式光學轉換器，而優點在於該晶片的數位特性使得開/關 轉換比很高，（若外加電場是超遇一預定之臨界值）。如 此，單一外加霣位差能用於驅動並列的一個Μ上的轉換器 ，如此使得驅動器的數目及所需外加的接線的數目顯著地 降低。除此外，與本發明類比對應物比較下，光子晶片的 數位特激能提供製造過程中更多的曝光範圃Κ及性能上的 靈活性。此外，數位轉換器（如Υ轉換器或X轉換器）亦 能Κ類比模式操作。 圖3只是用於說明而非用於限定如圖中所示之詳细内容 •考I*位元串列定址電路（此電路用於將資料寫在轉速 1 400 rpm及位元間隔7〇的W英寸（35公分）光碟上，位元 間隔是在單一碟軌Ή上在相同碟轨上兩個位元72之間的2 wn的間隔）的操作情況，在單一碟軌上將兩連續位元資 料定址所電之時間為76奈秒。一股寫入位元72所需之能量 為200 p Joules，此亦能藉由2〇毫升的输出功率（來自每 一導波管）及10奈秒的定址時間完成之，若等波管換至等 波管的轉換時間為2奈秒，在4個相邮碟軌上將4個位元 72定址所需之時間為38奈秒，重要的是吾人應了解，將用 於將4位元（在此情況下）定址所需之時間是低於尋到沿 著第一碟軌算下一個位元所需之時間。在一碟軌上的存取 時間（即奈秒）是大於將4位元資料在4個相鄰碟軌74 上寫入所需之時間。 若提高雷射功率且提高導波管信道的轉換速率，則使用 - 13 - 本紙張尺及適用中國國家標準（CNS)甲4规格（210 X 297公釐） !-'---------------------裝----J---ΐτ------線 -'•,,"閃.；->,而之注亡莽^再螭寫本頁) 經濟部中央標準局员工消費合作社印製 214593 A(i Rt； 經濟部中央標準局員工滴費合作社印*'*农 五、發明説明（1 2 ) 位元串列定址法能在某一時間內將超過4位元的資料加以 多數位元定址。相似於現今使用的傳統單一位元定址電路 (然而此定址法之其他優點是具有較高之資料存取速率） ’此電路使用單一的雷射二極體，另一方法為兩個雷射二 極體能用於將8位元（每一雷射4個信道）定址，而資料 存取速度變至8倍快。如圖4所顯示，高功率（約1〇〇毫 瓦）的單一雷射二極雅能主動地分開為兩姐4位元資料定 址信道，提到圖4 ·導波管陣列係置於基材83之上，來自 雷射二極體8〇的光線會射入至中央信道81中且分成兩個支 路。任何源自二極雅的功率若並未傳送至输出85 ,則能纆 由光學轉換器82將功率轉換至清除信道。假如光學頭（未 繪出）在讀取及寫入揲作下變得失調，小數量之功率被轉 換至跟踪信道84，如此產生誤差信號。 因為光碟的讀取裔少量的功率（即1至2毫瓦），則藉 用串列或並列定址電路將能輕易地使用上述波長多路分離 器。請看圖1(C>及並列格式。藉用光電效果將部份通當的 光線轉換後，則光嫌會分佈於所有信道中。自光碟產生的 信號係用某些感測將置感洒到，例如，多數檢波（未繪出 )，諸如光電探測器。 如圖5所示，能夠完成平行定址電路，且不欲意限制本 發明之範圃至所繪示之细節，此乃因為能對本發明加以進 行各種修改及改變结構而不會僑維本發明的精神，在此電 路中’光線通遇一被動段時連續地被分開，該被動段包含 有一串列的Y -分裂器％，97，98。亦能使用其他通過導 - 14 - 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS>甲4規格（210 X 297公货） ir-----；---I------------装---^---11------^ (-也閲-^而之注悉杯項再峭寫本頁) 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 Λ 6 Β6 五、發明説明（15 ) 波管（諸如方向性藕合器，相交導波管）將功率分開的装 置。在圖5中所顯示的主動區域33包含有許多方向性藕合 器。在此電路中，光線30在光碟输入導波管信道A之間交 換，且输出册係自9涸输出信道獲得。输入光線之一小 部份被動地導入跟踪導波管信道95，以反饋至跟踪伺眼機 構。因為光線經常存在主動信道中，雷射二極雅的最小功 率為 P N Νκ (Ρο + Pl. + Px) 式中，N為信道的數目* ρβ是寫入一位元資料所需的功率 * Pu是因傳输損失的功率損耗•且Ρχ是因衮減*分裂，耦 合*插入等之功率損耗。 為了說明基本觀念，請見圖6，舉例說明钛擴散 LiNb〇3方向性藕合器陣列。裝置 110的製法為在高溫（約 1 000Ό)在氧/水氣氛中將钛在等波管區域1〇4中擴散。 裝置110的製法為習知的，諸如描述在Alferness, "Titanium-Diffused Lithium Niobate Waveguide Devices," in Guided-Wave Optoelectronics 145-53 (T. Tamir ed. 1979)，且此說明敘述併入本案以供參考 。用被動分裂器102將波長1.3奈米的雷射光101被動分 裂成兩個支路（105及107)，且其藕合至兩個具有2個方 向性藕合器的分開的信道，藉外加電壓至電極l〇3c · 103d及103e·光線101在信道1〇5及信道106之間交換。 - 15 - 本紙張尺度適用中國囷家標準（CNS)甲4規格（210 x 297公货） ——；----------------------裝—.---.玎------.^. (褚也閱.'.1背而之注*存項再填寫本頁) R(； 經濟部中央標準扃WS工消費合作社印製 五、發明説明（14 ) 藉施加適當的電懕至電極103f，l〇3g，及103h，在信道 107中傅送的光線 101之一部份被轉換至信道 108*此裝 置之操作情形如同兩信道的光學多路分離器而如圖1 - 4 所討論係Μ位元串列定址棋式用跟踪信道操作。 雖然該舉例說明的装置係用钛一擴散LiNb03方向性藕合 器導波管装置加Μ製成，導波管裝置能自任何其他的光電 媒介製得，例如，LiTa03 (Yoon等人* 8(2) of I. i g h t w a v e Technology! 6 0 (1990))，LiNb〇3 或 LiNbOs: Η (Η, N i s h i h a r a Optical Integrated Circuits 194-99 (Electro-optical Eng. Series 1989)) ， A1 (Ga ) As (Leonbe「ger 等人，17 Applied Optics 2250 (1978)) · Group II-VI semiconductors, M及，用非線 性光學部份加M摻雜的玻璃狀聚合物，諸如描述於 L y t e1 , 1216 Applications of Rlfintro-optin P π 1 v m e r s T n Tnt.egratftH Optic Devices 30 (SPIE 1990). LiTa03相似於LiHb03，然通常較不會受到輻射損 壊0 因為在寫入資料需要高功率的光線（即高於5奄瓦）， 故導波管材料對於輻射損壊不具敏感性，此點很重要。因 為在搡作功率範圓内在約800奈米時會受到輻射損壊，通 常，鈦擴敗LiNb〇3材料不是較適合做寫入應用的材料。如 描述於 Lofti等人，”Proton-exchanged, lithium niobate planar-optical waveguides： Chemical and Optical Properties and Room-temperature Hydrogen - 16 - ^?t!vl-'.T 货而之;t*pJ/i再塡寫本頁) —裝. 'ΪΤ. •線- 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)甲4规格（210 x 297公货）
,\(i
Bti 五、發明説明（15)
Isotropic Exchange Reactions," 61(1) J . A d p 1 .
Phvs . 64 (1987)，由質子擴散至LiNb〇3中而製得之導波 管能用於K上述位元串列電路方式下光碟的讕取。諸如 八1(〇3)43，11-71半導體，1^13〇3，聚合材料的材料為製 造導波管陣列裝置的合格材料。方向性藕合器型式的轉換 器（較好在GaAs或LiNb03基材上製造的轉換器）為本質上 干涉性的•即它們需Μ精確的相移位K用低的串話達成轉 換狀態。對於轉換器陣列中的每一個轉換而言，由製作過 程中變化所造成的任何相位移的微小改變需要施加稍微不 同的電壓，此外，方向性藕合器轉換器對於波長很敏感， 且只在很狹窄的波長範圍内理想地進行探作，此外，方向 性稱合器霈要很精確的電壓才能界定轉換狀態。 有利地，在圖1 - 5中描述且說明的定址電路能用數位 式光學轉換器完成•諸如Υ轉換器及X轉換器。產生出數 位式反應的轉換器⑴對轉換電壓之改變不具敏感性.⑵對 於製過上之麥化不具敏感性*且⑶在極寬廣的波長範圍下 操作，故不需要很精密地調諧每一轉換器，而方向性藕合 器則需要精密地調諧，如X轉換器及Υ轉換器的轉換器為 電子控制的光學轉換器，其對於轉換轚壓產生步階反應。 除了以數位式的模式搡作數位式光學轉換器之外。（即Κ 分開的步階方式造成轤出功率的改變），數位式光學轉換 器能Κ類比棋式操作。（即，输出功率是以输入的連纊函 數方式改變。數位式光學轉換器亦Μ输出功率為檐入的連 績函数之方操作。 - 17 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS〉甲4规格（210 X 297公釐） ---·-------1--------------裝-------•玎------^ 而之;i4卡項再塡寫本頁) 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 Λ(;
Bt； 五、發明説明（16 ) 圖7中顯示出X截止Y轉換器。Y轉換器係描述於美國 專利第4070092號中，且此種描述併入本案Μ供參考。轉 換器的構型（例如· Υ轉換器的構型參數，諸如等波管寬 度（W) 114，轉換器長度U) 116,及支路角（0) 115) 係與轉換器之性能有醑。光線111自底部射入基材 U2中 *然後沿著導波管的幾何方向（此方向定出其為Υ轉換器 )傳送，介於Υ轉換器之兩個支路之間的支路角（Θ) 115 很小，且S麥且係用於將導波管延伸至逋當的分離•請見 Koai 等人· ” Model Ing of Ti : L 〖Nb03等波管装置：
Part II-S-shaped channel waveguide bends,"7 J. of Lightwave Technology 1016 (1989)。考應：3 個型式之 S 變曲，M決‘定使用那一 S彎曲*此彎曲會降低彎曲中輻射 搌耗至最小數量：正弦（s)，餘弦（α，及固定半徑（C R)。典 型的電極構型係顯示於圖7中，且電極113係用於控制光 線在指定的轉換器支路中傳输，上述亦舉例說明。 完成本發明的導波管陣列定址霣路的光電裝置能在 LiNb03 (X-截止或y-截止）之晶画上製造。雖然使用 製造積成光子晶片的下列步驟，可考慮各種習知的半導體 製造程序·且此程序係落在本發明之範圖之内，諸如描述 於 Mferness， "Titanium-Diffused Lithium Niobate Waveguide Devices, " i n Gu i Hpri-Wavp Optoedectron i cs 145-53 (T . Tam ί r ed . 1979 )，且此種 描述係併入本案M供參考。首先，用電子束蒸發澱積 (e-beam evaporation deposition)法將紋膜在晶圓上之 18 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)甲4規格（210 X 297公釐） ——；------卜----：-----------裝---.----1T------線 - - - (請毛間-;»'!«·而之再塡寫本頁) Λ 6 R6 五 '發明説明（17 ) '-遘上澱積。此層鈦的功用在於質子交換過程中形成化學 阻礙曆，以防止基材中鋰之滲出，其次，塗用此技g中所 習知的光阻層，接著，使用電子束石刻罩法（用於此目的 )經由钛膜將導波管之幾何形狀牲刻出來。然後•除去光 阻層，接著，用質子交換法製得等波管•諸如描述於 Jackel等人，”Damage-resistant LiHb〇3 Waveguides,” 55(1) J. Add 1 . Phvs. 269 (1984)且此種 描述併入本案M供參考。晶圓在高1751C之高溫下浸入含 有笨甲酸（質子源）的浴中一段固定的時間，其中*時間 為2〇至SO分鐘，Μ 30分鏟為較佳。然後，藉用此技藝中所 習知的技術移除刺餘之鈦層，諸如化學牲刻法或溶液浸入 法。然後，晶圓在高溫（ 350C)下在大氣壓力下煆堍約 3至5小時。同時地，可有可不有的Si02層可在導波管上 澱積至2000A之厚度，在Z -截止介質中。在Z -截止介 質中，在Si02之頂部在導波管上直接澱積電極。在X -截 止介質中•在導波管之邊上澱積出電極。 热知此技蕤之人士能輕易地得知能對於本發明做各種變 化及改變而不會偏離本發明之範園及原理。且吾人應了解 本發明並未不適當地限定至上述說明性之具髁實例。 -叫先閲··'··^而之注's莽項再塡寫本頁) •裝· 訂. .線. 經濟部中央標準局負工消費合作社印製 張 紙 本 適 準 標 家 國 國 釐 公 97 2 X 10 2 /V 格 规 9 1-

Claims (1)

  1. 六、申請專利範圍 A7 B7 C7 D7 娌濟部中央標準居貝工消费合作社印製 L 一種讀 (a)自雷 管係串 其使得 點的數 <b>用感 z 根據申 解信的 用數位 a 根據申 換装置 4 根據申 是方向 & 根據申 置是Y G. 一種光 (a) 射出 (b) 用於 係在基 光束在 (〇誤差 失調之 新對齊 (d)可有 取光碟之 射二極體 列地被多 同時或序 目受到光 測裝置感 請專利範 許多資料 轉換裝置 請專利範 其速度是 請專利範 性藕合器 請専利範 轉換器或 學頭•其 光束的光 光學導引 材上濺積 陣列中的 跟踪信道 後，自誤 方法， 射出的 工解信 列地在 碟的旋 測自光 圍第1 碟軌所 所換轉 圍第2 較光碟 圍第3 此方法包括： 光束射入導波管陣列中，該導波 或並列地定址至許多資料軌上· 光碟II度的方向上所謅取的資料 轉速度的限制· K及 碟上讃取之資料。 項的方法，其中，被串列地多工 用的導波管係用類比轉換装置或 項的方法，其中 的旋轉速度更快 項的方法*其中 轉換光束的轉 類比轉換裝置 圃第3項的方法，其中，數位式轉換裝 X轉換器。 包含： 源， 光束的等波管陣列，其使得導波管陣列 ，且其中*用轉換裝置»用外加電位將 分開信道之間轉換， ，其使得在誤差跟踪信道檢拥出光學頭 差跟踪信道產生的信號會使得光學頭重 可不有的淸除信道 （dump channel)，其使得射 20 欠械.張又斤谪申申用冏定橒m (CNS)甲4规格（210 X 297公釐） (請先閲讀、背面之注念事項再項寫本頁) -裝. A7 B7 C7 D7 六、申請專利範圍 入清除信道的光線直接射入基材中，或者，光線通過清 除信道而射入基材中， (Θ第一感測裝置，以檢測聚焦誤差及跟踪誤差， (f>第二感測装置，以感測及處理讀自光碟的資料。 7- 根據申請專利範圍第6項的光學頭•其中，等波管陣列 係以位元串列定址電路加以配置，其使得等波管陣列中 只有一導波管能用於在同一時間内讀取或寫入資枓。 a 根據申請專利範圍第6項的光學頭，其中，導波管陣列 係K並列定址電路加Μ配置，其使得陣列中所有的信道 能同時讀取或寫入資料。 a 根據申請專利範圍第6項的光學頭*其中，導波管陣列 係選自方向性藕合器，Y轉換器及X轉換器。 ία 根據申請專利範圍第6項的光學頭•其中，轉換装置是 類比轉換器或數位式轉換器。 (請先閱讀背面之注意事項*塡寫本茛) --装· 訂· 線. 嫌瀆部中决摞準屬Λ工消费合作社印榮 本紙張又度適用中圃圃家標率（CNS>甲4規格（210 X 297公釐
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Families Citing this family (22)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5748598A (en) * 1995-12-22 1998-05-05 Massachusetts Institute Of Technology Apparatus and methods for reading multilayer storage media using short coherence length sources
EP0620458A4 (en) * 1992-09-07 1995-02-01 Nippon Kogaku Kk OPTICAL WAVEGUIDE AND OPTICAL INSTRUMENT USING THE SAME.
US5617500A (en) * 1994-05-20 1997-04-01 Nikon Corporation System for detecting an optical information and scanning microscope system
US5757763A (en) * 1994-07-12 1998-05-26 Massachusetts Institute Of Technology Optical information storage via amplitude modulation
JPH08161767A (ja) * 1994-12-05 1996-06-21 Yasuo Kamatani 光情報記録再生方法及び装置
US6018317A (en) * 1995-06-02 2000-01-25 Trw Inc. Cochannel signal processing system
KR19990028735A (ko) * 1995-07-05 1999-04-15 모리슨 그랜트 광 저장 시스템
US5940549A (en) * 1996-07-30 1999-08-17 Seagate Technology, Incorporated Optical system and method using optical fibers for storage and retrieval of information
US6226233B1 (en) * 1996-07-30 2001-05-01 Seagate Technology, Inc. Magneto-optical system utilizing MSR media
US6025944A (en) * 1997-03-27 2000-02-15 Mendez R&D Associates Wavelength division multiplexing/code division multiple access hybrid
EP0915613B1 (en) * 1997-11-10 2003-04-16 Fujifilm Electronic Imaging Limited Method and apparatus for exposing an image recording medium
US6574015B1 (en) 1998-05-19 2003-06-03 Seagate Technology Llc Optical depolarizer
US6246658B1 (en) 1998-06-02 2001-06-12 Science Applications International Corporation Multiple channel scanning device using optoelectronic switching
US6091067A (en) * 1998-06-02 2000-07-18 Science Applications International Corporation Scanning device using fiber optic bimorph
US6166756A (en) * 1998-06-02 2000-12-26 Science Applications International Corporation Multiple channel data writing device
US6584052B1 (en) 1998-06-02 2003-06-24 Science Applications International Corporation Method and apparatus for controlling the focus of a read/write head for an optical scanner
US6137105A (en) * 1998-06-02 2000-10-24 Science Applications International Corporation Multiple parallel source scanning device
US6341118B1 (en) 1998-06-02 2002-01-22 Science Applications International Corporation Multiple channel scanning device using oversampling and image processing to increase throughput
US6614957B2 (en) 2000-12-08 2003-09-02 Science Applications International Corporation Optical configuration for improved lens performance
AU2002227054A1 (en) * 2000-12-08 2002-06-18 Science Applications International Corporation Optical configuration for focus sensing
US20020197042A1 (en) * 2001-04-06 2002-12-26 Shigeo Kittaka Optical device, and wavelength multiplexing optical recording head
DE102010048488B4 (de) * 2010-10-14 2013-01-10 Northrop Grumman Litef Gmbh Digitaler Modulator

Family Cites Families (18)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4074085A (en) * 1976-03-31 1978-02-14 Eli S. Jacobs Multiple beam optical record playback apparatus for simultaneous scan of plural data tracks
US4070092A (en) * 1976-09-22 1978-01-24 The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Navy Active waveguide branch with variable synchronism
JPS54146613A (en) * 1978-05-10 1979-11-16 Hitachi Ltd Optical head
US4566090A (en) * 1981-12-10 1986-01-21 Discovision Associates Storage medium track pitch detector
US4478483A (en) * 1982-05-10 1984-10-23 Xerox Corporation Variable length electro-optic waveguides and applications therefor
US4515428A (en) * 1982-09-13 1985-05-07 Trw Inc. Integrated optical star coupler
US4752922A (en) * 1984-07-06 1988-06-21 Storage Technology Partners 11 Optical disk recording and readout system having read, write and coarse light beams
EP0174008B1 (en) * 1984-09-03 1992-05-20 Omron Tateisi Electronics Co. Device for processing optical data
DE3687274T2 (de) * 1985-09-27 1993-04-15 Sharp Kk Spurnachlaufverfahren fuer optische speicherplatte.
FR2606921B1 (fr) * 1986-11-18 1989-01-13 Commissariat Energie Atomique Tete de lecture en optique integree pour la lecture d'informations enregistrees sur un support magnetique
US4775207A (en) * 1987-03-17 1988-10-04 Bell Communications Research, Inc. Electro-optical switch
US4801184A (en) * 1987-06-15 1989-01-31 Eastman Kodak Company Integrated optical read/write head and apparatus incorporating same
JPH01112573A (ja) * 1987-10-23 1989-05-01 Mitsubishi Electric Corp 光ディスク制御装置
JPH01112537A (ja) * 1987-10-26 1989-05-01 Nec Corp 光ヘッド
US5065390A (en) * 1988-04-22 1991-11-12 Sony Corporation Optical playback head
US4991160A (en) * 1988-05-31 1991-02-05 Nikon Precision Inc. Integrated optical device for magneto-optical recording and reading head
US5191624A (en) * 1990-09-19 1993-03-02 Hitachi, Ltd. Optical information storing apparatus and method for production of optical deflector
US5195152A (en) * 1991-11-04 1993-03-16 Eastman Kodak Company Multichannel optical recording apparatus employing laser diodes

Also Published As

Publication number Publication date
EP0617829B1 (en) 1997-07-09
US5289454A (en) 1994-02-22
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EP0784314A1 (en) 1997-07-16
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JPH07502364A (ja) 1995-03-09
KR940704043A (ko) 1994-12-12
MY109427A (en) 1997-01-31
MX9207068A (es) 1993-06-01
DE69220812T2 (de) 1997-11-27
WO1993012521A1 (en) 1993-06-24

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