TW476011B - Poled electro-optic device and method - Google Patents

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476011 A7 B7 五、發明説明（/㈣充n°年 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 發明領域： 本發明係關於產生極性電光裝置，以及特別是關於玻 璃產生極性之電光裝置。 發明背景.· 通常極性玻璃纖維以及熔融矽石光纖已知為製造光纖 為電-光主動性或成為電—光效應之介質。例如說明於”AP〇led曰ectrooptic Fiber", by X._C. Long, R.A. Myers and S.FU· Brueck，旧EE Photonics Technology Letters，vol. 8, No· 2, Feb. 1996, pp. 227-229· 一項電-光效應介質之應用（例如說明於美國第5239407 號專利）例如為有機非線性光學聚合物或無機波導使用作為 切換器。集體光學切換器，調變器，濾波器以及其他應用之 極性對決定其應用於光纖通訊系統為相當重要。這些光學 裝置必需有效率操作以及完全切換光線，而與光線之偏極狀 悲無關，因為耦合進入單模環形光纖内線性偏極光線產生快 速轉變為其他偏極狀態之問題。由光纖耦合之光線通常具 有未知橢圓形偏極性，以及橫向水平電場(TE)以及橫向垂直 磁場(TN)模將在集體光學線路中激發。 一項已知偏極性獨立波導裝置（例如說明於美國第49327 37號專利）利用無機例如晶體LiNb〇3(鈮酸鹽）之波導通道。 不過，使用鈮酸鹽或其他無機晶體存在一些缺點，因為固有光 折射效應導致之輸入光學功率以及操作波長受到限制。 已發展出有機偏極性非靈敏之線性波導電—光波導相 調變器以克服傳統無機電—光材料頻寬之限制。在該線性 有巧波導結構中，光學路徑具有兩組電極，其分別施加水平 電％以及垂直電場至光學路徑中非線性之光學效應聚合性 本紙 胁（21QX297 公瘦 U----Φ — (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 訂 線赢 476011 A7 B7 五、發明説明（2 )

介質。每-組電極間聚合物介質區段 指向平行於各職場。 ^ W 7』:個tr應介質之應用(例如說明於美國第_ 7議號專利）以及極性光纖所需要包含電〜光係數儘可能大 或至少大於細趙㈣職達成之奴，通f使用電_光效 應調變器作為絲光電祕以減小包裝之料。對於高速 率光纖通訊祕，二極體雷射輸㈣轉合進人單模光纖内 。光纖通常表示光學波導，其耦合至鈮酸峨軸變器，其 輸出再麵合至光纖。在麵合節點處需要獨立光學元件例如 為陡度折料透鏡，題贼其他錄獻彡如個或配合 二極體雷射以及波導模至光纖模調變器不同模分佈以及空 間範圍。需魏微錄®狀嚴格誤差_合損耗減為最 低。假如織驗關單城製如，其與光纖整體形成 其能夠解轉接至魏光壯，賴齡該高辭光纖通 訊系統之製造以及包裝費用。 經濟部中央樣準局員工消費合作社印製 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 目前，藉由使用紫外線光束以及施加電場靠近於單模 ，纖心蕊產生極性以製造出光纖之有效電—光係數與使用 高溫在施加電場情況作比較將產生顯著改善，以及藉由對 光纖内部提供兩個導線電極以在產生極性過程中提高斷裂 抵抗性以及在非線性以及光模體積之間產生較佳重疊。^ 具有兩個接近心蕊作為細電極線洞孔之預製件抽拉出一小 段光纖（約為10公分)，插入或穿過導線並抽拉出光纖。該 電線插入為困難的製造步驟。為了避免斷裂，一條短電線 由光纖每一端插入。 由於光纖中洞孔尺寸需要大於穿線處理過程之電極直 本紙張尺Μ财_家祕7^7^格（2Η)Χ肅釐) r 476011 A7 ---------- B7 五、發明説明（s) 徑，該尺寸控制十分困難，其在電極與心蕊間以及電極間之 距離變化將產生顯著差異。因而所施加極性場以及電_光 係數產生縱向非均勻性。 一項低價格製造電-光主動光纖區段技術(例如說明於 吴國第關細料利）放置介電質隔縣構_著細”D，， 形狀光纖，該光纖細至具轉·表狀平坦基板以形成 第二電極以得到高極性同時使光纖端部延伸通過基板作為 後續利用其他光纖區段之拼接。域/介電質結構進行抛光 以產生平面性表面於相對基板另一側上。該試樣形成極性以 及放置於馬赫倫德爾元件干涉儀量測肢件中。如預期情況， 所產生相位偏移訊號發現對輸入雷射光線之偏極性為相當靈 敏。與馬赫倫德爾元件干涉儀肢件對稱排列一致，由TE模至 訊號與TM模訊號之比值約為2· 4:1，其表示電一光係數比值沿 著馬赫倫德爾元件肢件運行長度減小，其由於模變化所致。 因此，對改良電-光主動光纖存在需求，該光纖能夠簡 單地與其他光纖元件拼接以顯著地減小製造費用。 發明大要： 經濟部中央標準局員工消費合作杜印製 (請先閱讀背面之注意事項存填寫本頁) 本發明一項係關於製造使用於產生極性光學裝置架構 之方法，其包含下列步驟··提供玻璃預製件，其具有極性區 域以及波導心蕊區域；組裝至少一條原料進入波導心蕊區 域；至少一條原料與極性區域分離;對玻璃預製件以及至少 一條原料加熱；以及抽拉預製件成為較小直徑以形成光學 波導。 另外一方面，本發明包含形成一組多個電極孔徑於預 本、、氏張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） 476011 A7 B7 五、發明説明（+ 製件極性區域中於波導心蕊區域孔徑四週以及放置固定電 極之材料進入一缸多個電極孔徑内。 本發明其他特性以及優點將由下列詳細說明揭示出 其部份說明為熟知此技術者了解或藉由實施本發明說明而 明白，該說明包含下列詳細說明申請專利範圍以及附圖。 人們了解先前一般性說明以及下列詳細說明只作為本 發明範例，以及提供整體架構以了解本發明原理及特性。 附圖提供作為更進一步了解本發明，以及構成說明書之— 部份。附圖顯示出本發明多個實施例，以及隨同說明作為 說明本發明之原理及操作。 附圖簡單說明： 第一圖（圖1)為本發明一般產生極性光學裝置10之側 視圖以及製造表示圖。 第二圖（圖2)為本發明圖1使用於產生極性光學裝置1〇 製造表示圖，該裝置具有本發明以空氣分隔之兩個電極斷 面預製件構造34。 第三圖（圖3)為本發明圖2預製件構造34之頂視斷面圖 第四圖（圖4)為本發明圖1極性光學裝置10預製件構造 34之頂視斷面_，其具有四個電極。 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 第五圖（圖5)為本發明圖1極性光學裝置10預製件構造 34之頂視斷面圖，其具有由四個附加性填充桿件所分離之 電極。 第六圖（圖6)為本發明圖1極性光學裝置10預製件構造 34之頂視斷面圖，其具有四個插入至各別管件内之電極。 476011 經濟部中央樣準局員工消費合作社印製 l、發明説明（γ ) 第七圖（圖7)為本發明圖！極性光學裝置1〇預 34之頂視斷面圖，其具有五個塗覆玻璃導線電極：、 第八圖（圖8)為本發明圖i極性光學裝置1〇預製件構造 34之頂視斷面圖，其具有四個狀電極孔徑。 第九圖（圖9)為本發明圖！極性光學裝置1〇預製件構造 34之頂視斷面圖，其具有四個v形電極孔徑並填充一束導線 第十圖（圖10)為本發明圖！極性光學裝置1〇預製件構 造34之頂視斷面圖，其具有四個v形電極孔徑並填充橢圓形 電極。 乂 弟十圖（圖11)為本發明圖1極性光學裝置1Q預製件 構造34之頂視斷面圖，其具有四個電極孔徑並填充電極 圍繞著兩條光纖。 '第十二圖（圖12)為本發明圖丨極性光學裝置1〇預製件 構造34之頂視斷面圖，其具有兩個ub電極孔徑並填充長方 形電極圍繞著兩條光纖。 第十三圖（圖13)為本發明圖1極性光學裝置10預製件 構造34之頂視斷面圖，其在相同中央開孔内具有兩個電極, 圍繞著兩條光纖。 第十四圖（圖14)為本發明圖13極性光學裝置1〇漸變 段之頂視斷面圖。 第十五圖（圖15)為本發明圖13極性光學裝置10側視κ ，其顯示沿著直線A-A’展開預製件構造34之斷面圖以及沿 著圖14直線B-B’展開漸變區段之斷面圖。 第十六圖A(圖16A)為本發明圖1具有漸變區段之極性 [^r 圖 請 先 閲 讀 背

I 再

線 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) Μ規格（2〖|X297公釐 4/6011 A7 B7 五、發明説明（G ) 光學裝置10頂視斷面圖。 第十六圖B(圖16B)為沿著主軸光學中心軸之雷射光東 強度曲線圖。 第十七圖（圖17)為本發明偏極非靈敏性產生極性光學 裝置之扭曲導線實施例。 苐十八圖（圖18)為本發明偏極非靈敏性產生極性光學 裝置之扭曲心蕊實施例。 附圖元件數字符號說明： 產生極性光學I置10;極性區域12;光纖13;中心開 孔14;波導心蕊區域16;原料開孔18;電極20;管件22; 原料24;包裹帶26;玻璃28;玻璃預製件30;斷面形狀 34;高溫爐36;導線38;第一空間部份40;第二空間部份 (内側孔徑）42;心蕊44;包層46;導線48;孔徑擴大52; 填充桿件54;模場直線60;電極62, 64, 66;光纖原料130; 心蕊144;套管360;電極381。 詳細說明： 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 現在針對本發明優先實施例詳細加以說明，其範例顯 示於附圖中。儘可能地所有附圖中相同的參考數字表示相 同或類似的元件。本發明極性光學裝置10範例性實施例顯 示於圖1中，以及以參考數字1〇表示。 本發明製造極性光學裝置10架構之方法包含提供玻璃 預製件30,其具有極性區域12,包含電極20,以及波導心蕊 區域16。至少一條波導心蕊或原料24組裝至波導心蕊區域 16内。至少一條原料24與極性區域12分離。玻璃預製件3〇 本紙張尺度適用中國國家標準（QSIS ) A4規格（210X297公釐） 476011 A7 B7 五、發明説明（q ) 以及至少一條原料24藉由高溫爐3β加熱以及抽拉為較小直 徑含有電極之光纖13以形成光學波導。人們了解該波導心 蕊或原料24能夠為玻璃預製件3〇分離或整體部份。 如圖1所示，波導心蕊區域16以及極性區域12能夠藉由 圖5-7以及13中一個中心開孔14界定出。該中央開孔14區 分為第一空間部份40作為一組多個電極孔徑2〇，如圖丨極性 區域12,以及第二空間部份作為内部孔徑42以作為圖1波導 心蕊區域16。在圖5及圖6中薄壁板管件22優先地由玻璃或 另外一種適當材料所構成，標記中央開孔14内之空間以形 成電極孔徑同時圖5分離薄壁板管件22之填充桿件54標記 為弟一空間部份以在所形成内側孔徑42内（具有或不具有 附加包層46)插入心蕊桿件44作為波導心蕊區域。依據本 發明說明，控制圖1所形成光纖13斷面形狀34以及極性與波 導心蕊區域間分離藉由放置這些填充桿件54在所需要位置 以及成形為預製件30如圖5所示變為容易。本發明考慮其 他可能分離方式之變化及改變。如圖13所示，中央開孔14 並不需要為圓形的，可採用方形，長方形或其他形狀。 經濟部中央橾準局WK；工消費合作社印製 在本發明另外一個實施例中，如圖2-3及8-12所示，圖1 波導心蕊區域16由内側，中央，或原料孔徑，開孔，或洞孔通 常表示為原料開孔18。如先前圖5-7與圖13所示並不具有 中央開孔14,玻璃預製件30可具有分離架構，其由圖丨斷面 構造34界定出使得一組多個電極孔徑2〇形成圖丨極性區域 12,其放置於原料開孔18四週，其形成圖1波導心蕊區域Μ 。如圖11及12所示，原料開孔18並不需要為圓形的如圖8一 本紙張尺度朝中國畔縣（CNS〉⑽胁（21GX297公幻 1° 476011 五、發明説明（g ) 10所示，其能夠為方形，長方形或其他形狀。 同樣地，電極孔徑20能夠為圓形，球狀如圖2—4所示以 配合孔徑擴大52作為空氣觸:，雜_狀如圖12所示，或 彎曲V形如11麻，由預製侧蝴鱗細形成任何 其他形狀，只要在實際產生極性前所形成波導心蕊區域與 極性區域導電地隔離。並不藉由最先標記與圖5—6薄壁板 官件22所需要之對準形成電極孔徑，預製件3〇能夠單純地 鑽孔如圖2-4所示，或者將電極孔徑20成形為所需要形狀， 具有或不具有由孔徑擴大52所形成之空氣間隙。 無論圖1之波導心蕊區域16以及極性區域丨2能夠配合 一種或各種開孔，作為至少一條原料之中央或内側孔徑能 夠述擇性地製造為長方形如圖H—13所示以配合兩條光纖 原料130。具有圖13長方形或方形中央開孔14預製件3〇或 圖11-12原料開孔18之斷面構造開始時利用具有長方形通 道，溝槽，或其他形狀孔徑於管件内之包層管件或預製件3〇 製造出，該官件作為放置一組心蕊碎玻璃，光纖原料或其他 種類原料在其中。 經濟，邵中央榡準局員工消費合作社印製 為了保持極性與波導心蕊區域間為導電絕緣，原料位 於相鄰於相同中央開孔14内導線38如圖13所示，圖1至少一 條原料優先地為光纖130。為了防止將相同中央開孔14内 導線短路以及假如原料並不與導線分離如圖13所示，導線 38優先地塗覆玻璃28如圖7所示或傳送(抽拉之前或後）進 入圖5-6薄壁板管件22作為將電極定位以及固定電極。不 過假如預製件30藉由分離孔徑產生分離，圖丨原料24能夠為 本紙張尺度適周中國國家榡準（CNS ) A4規格（ηοχρ7公釐） 10476011 A7 B7 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 五、發明説明（" ''~ 心蕊桿件44未包覆或包覆外包層蚁如圖5所示）〇 (如圖1H2所示)，或其他波導心騎施例。j ^徑20由預製件_成(如圖2_4,8，及u所示)或由薄& 官=22形成(如圖5-6所示），或其他斷面構造確保導線洲並 不曰短路如圖13所示，圖！極性區域12藉由供應電極導職 形成如圖2所示，放置-束導線38如圖9所示(藉由介 裝帶26選擇性地捲繞於預製件3〇内）或形成適當形狀作為 將電極放魏祕糾，如，所示長舞做或關擴 圓形形狀之電極’姐置其他形式金屬材料於各 極孔徑20内。 甩 〜選擇性地，如® 8所示為了所需要斷面構造特性或額外 疋，由相同包層材料所構成外包層或固定管件，桿件護 套，或套管360作為圖5第-包層管件46或其他組成份使用 來固定電極於預製件3G研磨出開放細縫或孔徑2()，該組成 份與第-包層管件折射率相同或較低。外包層管件36〇之 範例性組成份為摻雜硼之矽石。 參考圖2-4,為了產生所f要分軸構，縣件3〇由毛 胚，石英管件或另外-種玻璃原料之管件所構成，其能夠切 割為所需要長度以及切割，縣合，顧加工，或其他處理 過程而具有任何所需要斷面構造34,其包含至少二個孔徑 或中央開孔以形成中空管件或近似多個中空管件。例如予] 製件30能夠進行拋光，蝕刻，研磨，切割或其他處理過程於 預製件30相對週邊上，其優先地由包層材料所構成以形成 細缝，溝槽，或其他電極孔麵接近財域。蕊44原料開 預

I - 11 I I {請先閲讀背面之注意事項再填寫. -裝- 訂 線 本紙張尺度適用巾關家轉（CNS) A4規格（21(]^29^^ A7 -_____B7_____ 五、發明説明（|〇 ) 孔18,作為後續置於電極孔徑2〇内之電極。如人們所知，必 而藉由導線3 8加八使電極並靠近心蕊44而產生較接近距離 之較大電-光係數以及提供極性光學裝置1〇傳播光學損耗 之兩者間作一重要選擇。距離所形成電極至心蕊44之最佳 距離，（因而藉由導線或其他金屬沉積方法）必需決定作為 工程詳細設計之部份。一.旦對特定設計決定出最佳距離， 預製件毛胚30選擇性地形成具有長方形孔徑擴大或電極孔 枚20其他形狀擴大52以形成受到控制之空氣間隙。電極孔 徑20圓形部份能夠電極材料38定位同時電極孔徑2〇之擴大 產生受到控制之空氣間隙。同時，孔徑2〇擴大52以及圓形 黾極部份形成球狀孔徑，如圖2範例性實施例。在孔徑擴大 52處放置電極38後預製件毛胚3〇之壁體成為空的以減小傳 播損耗，甚至於電極（由導線或其他金屬材料)與心蕊44靠 近距離為最大情況。由孔徑擴大52產生空氣間隙嚴重地減 小電極或極性區域中光線強度以及因而減小電極38存在產 生之衰減。熟知此技術者了解能夠對本發明電極孔徑2〇作 各種變化及改變，其決定於所需要之預製件斷面形狀。例 如，其他實施例具有其他形狀之電極孔徑2〇能夠作類似延 伸而形成適當的空氣間隙。 本务明亦揭示出電極裝置之其他實施例。並不使用洞 孔，電極孔徑20為圖8 -11彎曲"Vn細縫，圖12長方形切割部 伤，預製件中其他適當形狀之通道或凹槽使得圖1〇相對形 狀電極62或多條導線38最初藉由暫時性或永久性介雷曾（ 或黏彈性）包裹帶26最先地限制於形成細縫之預製件内，、其 476011 A7 ---- .____B7 五、發明説明（丨（） 能夠放置於細縫或孔而接近位於補内之 心蕊。為細縫形式之孔徑20能夠藉由研磨，鞋刻，或其他處 理過辛王形成。緊禮地捲繞形成細縫預製件毛胚週邊，包 裝帶作為固定管件以固定圖10之電極62或圖9成束各種形 狀或尺寸導線38,固定於開放細縫或孔徑2〇内。 參考圖12, 4立於為直線[}型孔徑2〇型式之長方形切害j部 伤中長方开》金屬沉積，成束導線，或其他電極形成62之優點 在於該構造㈣使長方形切胤徑_為波導邊界以減小 特定模之傳播損耗。 參考圖2, 一旦固定電極以及原料組合後，其能夠在抽 拉之前整體形成一個架構以放置電極材料於其中。可加以 變化，在抽拉前以及電極孔徑形成後能夠實施穿線或其他 形式金屬騎之電滅置。本公如灿―也_合器技術 以及熔融技搿之改良能夠藉由抽拉所形成組件產生極性電 -光裝置。優先地，光纖藉由使用軟的多元件心蕊玻璃44技 術製造出，心蕊玻璃由石夕石包層圍繞著。填充熔融心蕊碎 片，纖維，桿件或其他形狀心蕊材料之較大包層管件，毛胚， 桿件或預製件30能夠抽拉為圖1原料24之一項實施例。 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 由於所使用啟始管件，預製件或毛胚3〇為較大尺寸，由 線軸進行穿線，供線或其他放置長導線38以形成電極於光 纖13中並不像傳統技術一樣困難。預製件3〇能夠具有任何 所需要設計，形狀，材料，或包層厚度以形成為最初架構例 如具有適當中央，内側，或原料開孔（方形，長方形，橢圓形 或其他形狀)作為至少一條心蕊44或一條，兩條或多條圖6一 本紙張尺度適财晒家鮮（CNS) A4規格（2iqx297_) A7 ___________B7 五、發明説明（（丄） 7以及圖11-13之光纖130原料，以及導線長度38能夠選擇性 地製造為大於管件，桿件，或預製件3〇並插八其中。該整個 組件再利用黏膠固定或黏附，以及插入於產生漸變之機器 中作為拼接使得至少一個區段之組件逐漸變細如圖1 4所示 ，其較小尺寸側視圖可參考圖15。該逐漸變化促使玻璃部 L (光纖心蕊4 4或光纖13 0以及預製件3 〇)熱塌於導線3 8上 以及拉伸或抽拉為所形成最終較小光纖尺寸如圖2或圖μ 所示，同時金屬導線38保持其導線直徑大小。 圖1電極20優先地藉由抽拉高溫熔融金屬（例如〇. 一 0.003鶴絲）抽拉導線電極38以及原料加入於光纖is中。 由於選擇導線38例如鎢以及鉑具有相當高熔融溫度，導線 38保持其尺寸同時玻璃毛胚或預製件3〇形成逐漸變化或頸 縮區域至最終含有電極光纖13尺寸。在處理過程中，由圖5 -6—組多個薄壁板管件22產生之電極洞孔或孔徑2〇或形成 為預製件30而熱塌於導線38上。 經濟部中央標準局員工消費合作、杜印製 因而，形成電極電-光裝置10之方法使用該再抽拉，"熔 融光纖π或熱塌處理過程，其中放置於電極孔徑2〇内電極能 夠隨著加入於具有適當斷面34之預製件，管件，或桿件30内 原料加以抽拉，·金屬在光學玻璃纖維融合溫度下或較低之 溫度下熔融，例如Α1在本公司7059號玻璃中。具有適當高 溶融點金屬具有最終電極所需要直徑以及形狀。選擇性地 ，需要惰性氣體提供於含有金屬導線38中以避免導線38氧 化。在該情況下，預製件或毛胚30以及導線38在抽拉高溫 爐中加熱至所需要溫度以及毛胚30抽拉為光纖13以及含有 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) Α4規格（210X297公釐） 144/bull A7 B7 五、發明説明（b) (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁 導，38。a而，綱練件或毛臟)具有相寬度，以較 為兄廣斷©.表不，其姉為較細以及較長形狀之光纖13。 在忒h况下，端部光纖13保持原先預製件3Q基本斷面形狀 34。主要成形處理過程在某些方面類似於傳統光纖製造方 去。不過在本發明中並不製造具有_心蕊之傳統圓形光 纖，光纖依據所需要斷面構造34成形。 由於預製件30原料之心蕊44較包層46軟，在抽拉或熱 塌處理過程中在光纖密封或未密封端之^蕊44變為液 體。由於心蕊44熔融以及包層軟化，抽拉以及熱塌處理過 耘相當快速，使得能夠在其中形成折射率分佈。藉由適當 遥擇包層材料，所製造抽拉光纖13能夠融合拼接至傳統光 、截，使得極性光學裝置10能夠應用於現存光纖網路以及使 裝置容易製造出。 選擇心蕊玻璃44或其他原料在包層管件46軟化點或在 低於该軟化點下熔融以及使得心蕊仏與包層4 6間之熱膨脹 係數差值並不會太大而使得光纖由於冷卻產生破裂。因而 ，心蕊軟化點與包層軟化點間差值至少為1〇(rc。除此，優 先地在包層黏滯性係數為1〇7·6泊時心蕊黏滯性小於1〇4泊。 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 當所需要斷面形狀34熱塌為含有電極之光纖13時，流 體心蕊44開始溶解矽石包層46。由於選擇心蕊玻璃44為不 同的材料使其較包層46軟，心蕊玻璃44為流體以及順應包 層之幾何形狀或與包層46—致，使得當加熱至抽拉光纖13 所需要溫度時預製件斷面構造34心蕊部份為所需要之斷面 形狀或構造。優先地，包層46為純石夕石但是包層仙，預製件 本紙悵尺度通用中國國家標準（CNS ) Α4規格（210x797^57 15 476011 A7 B7 五、發明説明（丨1(0 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 30及心蕊44材料能夠為矽石或pyrex玻璃，7〇59玻璃或其他 形式非純矽石之玻璃材料。在另外一個實施例中心蕊仏形 狀或數量並不重要，重要的觀念在於㈣料出預製件斷 面形狀34容納至少一對電極，圖5及6之填充桿件54以形成 所需要電極孔徑或電極對準。 共同抽拉導線電極優點在於心蕊4〇玻璃或預製件3〇適 當收縮於導線38四週，使得當導線38固定時，玻璃並不會黏 附於導線38。此非黏附作用消除了需要使玻璃膨脹性與導 線電極相匹配。共同抽拉導線其他優點在於後續並不需要 將電極插入至光纖之操作，其通常在處理過程使光纖或導 線斷裂。不過，該後續將電極插入於固定電極區域中之操 作能夠選擇使用於圖5, 8-12中而不會破裂，其由於較為容 易出入固定電極區域中。 在電極孔徑内，導線能夠選擇性地沉積為薄的或厚的 薄膜極，因為沉積有益地產生相當高導電性。可加以變 化’並不使用沉積厚的或薄的薄膜電極，汞金屬能夠使用毛 細作用或真空抽除施加於以一段短的導線密封電極孔徑之 端部以產生極性。 另外-種使用汞方式為使用金屬樹脂填充為細縫，溝 槽，或其他凹槽形式之電極孔徑，該樹脂能夠在還原性氣體 下被還原為導電性碳例如為石墨。由於高電屋以及非常低 電流能夠使用於石墨電極，自f高電阻所產生電墨降· 會提高傳播損耗。 & ' 並不使用樹脂，金或其他金屬油墨填充於為洞孔或開 (旖先閲讀背面之注意事項再填寫 0 裝·

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I - If I I j 1 · 476011 A7 B7 1(5 五、發明説明（W) 放細缝形式之電極孔徑以及其油墨有機物燃燒掉以遺留下 部份產生金屬電極。 雖然光纖優先為波導心蕊介質，其當然可能使用其他 形式波導例如為平面波導。 在機能上比較圖14與圖13之場分佈，原料逐漸變化處 理過程會擴張傳播於包含電極光纖中之模場以及使導線38 在光纖130漸變心蕊或光纖130内更加靠近在一起。該擴張 場分佈以及導線38更加靠近間距將導致電場及光場更佳之 重疊。 參考圖16,能夠製造出逐漸變化為週期性以產生具有 光栅圖案之極性裝置。優先地，拉伸以及產生極性能夠藉 由高功率雷射例如為二氧化碳雷射或準分子雷射達成。使 用C02雷射作為熱源能夠使雷射光束56之同調特性產生干 涉圖案。干涉圖案間距能夠利用雷射光東56之角度加以調 整，該光束將形成干涉圖案因而能夠使圖案間距以及強度 得到精確的控制。該干涉圖案以週期性逐漸變化圖案能夠 使用對光纖13 0與導線電極38組件加熱以及為了週期性極 性目的將產生第二階非線性或其他電-光效應。C02雷射使 =來對預製件域以域其軟化使得練件㈣產生逐漸 變化。假如不使用紫外線，需要獨立熱源以及超紫外線雷 射z、產生干涉圖案以及提昇電—光效應。在進行逐漸變化 過程河惰性氣體或真空抽除將對在加熱區域中管件或預製 件30清除而有錄社靠近導_氧化。 彳功率熱源，能夠產生具有數微来至數百微米 本紙張 (請先閱讀背面之注意事項再填」 -裝· 訂 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 B7 五、發明説明（lb ) 週期之極性光柵圖案。利用該光柵圖案產生於單一電極 中能夠製造出可切換之波長選擇濾波器，該電極包含於具 有至少兩個電極之光纖中。利用製造出具有超過一條心蕊 或光纖組件或結構作為原料以及超過兩個電極之能力能夠 產生對偏極並不靈敏之裝置以及超過一個輸出之裝置。 只使用一對相反電極以施加均句電場於心蕊四週以耦 合電-光現象與只有一個線性偏極效應水平電場例如傳統 極性光纖以及本發明以空氣間隔兩個電極實施例作比較， 本發明額外地揭示出藉由具有超過兩個電極如圖4—u所示 製造出偏極不靈敏之產生極性電一光裝置。例如，圖6中在 至少一條波導心蕊或光纖130原料四週之多個薄壁板管件 22能夠使第一.組分隔電極64位於管件22内接近沿著至少一 條為光纖形式之波導心蕊使施加水平電場於波導心蕊變為 容易，其中第一組相隔電極64間波導心蕊具有電場波指 其平行於施加水平電場方向。除此，至少第二相反一對薄 壁板營件22施夠使弟二組相隔電極阳位於接近沿著相同至 ’條波$心说使施加垂直電場於波導心蕊變為容易其 中在第二組分隔電祕間波導心蕊具有電場波杨平行於 所施加垂直電場之方向。 經濟部中央標準局員工消費合作社印裝 選擇性地，密㈣流電場藉賴體形成於光纖包層區 域中電極·^光纖心蕊歷時一段延長週期a寺間。當曰提高 溫度及/或同時施加如圖16密集紫外線干涉圖案時^得= 常大極性電場施加於靠近心蕊電極，在預製件30包層中削 模場直線60部份畅平躲施加電場之方向。因而，利用 184/0U11 A7 B7 經濟、邓中央標準局員工消費合作衽印袈 五、發明説明（（η) 2過兩個電極或超過-對相反電極，能夠產生電場分佈可 級。例如，在圖4巾難四個電_製賴祕造以及圖 7顯不五個電極雛光學裝置。具有第讀相反電極，或至 少二個電極能夠產生更有效率電—光耗合為冑低階光學基 模或較向階模。藉由產生多模之彈性，在極性光學裝置中 非線性效應能夠使所選擇模作為所需要之應用。人們了解 月b夠同樣地製造出超過兩對相反電極或其他多組電極（包 含單數電極）以由於施加極性而產生其他場之對稱性。 參考圖17以及18,本發明揭示出偏極非靈敏性電—光裝 置其他實施例。在其他實施例中，包層46固定一組多個電 極（其能夠具有至少三個電極或特定對數構造電極）至波導 心為，在其中一組多個電極耦合波導心蕊為偏極非靈敏性 之構造。 在圖17中，一組多個電極為一對螺旋地捲繞導線48及 50扭轉或圍繞著波導心蕊44。 在圖18中，波導心蕊為螺旋捲繞心蕊144,其交替地捲 繞一組多個電極38以及381。電極38以及381為實心金屬管 件形式或為柔軟導線形式。 池知此技術者能夠對本發明作出各種變化及改變而並 不會脫離本發明精神與範圍。下列申請專利範圍含蓋這些 變化及改變。 (請先閱讀背面之注意事項苒填寫

A 裝

4T 線 一 r - ί

Claims (1)

1. 476011 經濟部中夬標準局員工消費合作社印製 A8 B8 C8 D8 六、申請專利範 1· 一種產生極性電-光之裝置，其包含： 至少一條波導心蕊； 至少三個電極圍繞著至少—條波導心蕊對至少一條波 導心：施加超過一個電場方向；以及 包層，固定至少三個電極至至少_條波導心蕊。 2· —種偏極非靈敏性之極性電__光之裝置，其包含： 一條波導心蕊； ’八 · 多個電極與波導心蕊麵合對至少_條波導心蕊施加超 過一個電場方向；以及 包層，固定多個電極至波導心蕊。 3.依據申請專利範圍第2項之電—光裝置，其中多個電極 包含至少二個電極以施加水平電場於第一組至少三個電 極之間及施加非水平電場料二組至少三個電極之間。 4·依據申請專利範圍第2項之電一光袭置，其中多個電極 包含一對螺旋捲繞之電線圍繞著波導心蕊。 5·依據申請專利範圍第2項之電—光裝置，其中波導心蕊 包含螺旋捲繞心蕊交替地捲繞多個電極之一。 6·-種製造產生極性電—錄置之方法，财法包含下列步 驟： 提=中空管件，其具有至少—條波導心蕊； 將貫心，拉伸之原料定位於中空管件中· 將至少-對定位於巾空管件内至少—條波導心蕊相 對部份上； 件’至少_對電極以及賴加熱至溫度 (請先聞讀背面之注意事項再填寫本頁)

   476011 A8 B8 C8 D8 申請專利範圍 足以促使原料變形為管件形狀，以及 減小管件外徑，其中原料之軟化點小於管件之軟化點 (請先聞讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 衣紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐）