TW526342B - The method of writing light guiding structure and the method of making a three dimensional structure within an interior of a glass body - Google Patents

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526342 一 年"月/3日修正/氣正 '" 五、發明説明（I ) 經濟部中央標準局員工消費合作、社印製 發明背景： 本發明是關於在玻璃中使用深紫外線(<300nm)以有效 ，形成光學裝置的方法。特別地，本發明是關於利用光所 導致之折射率改變，在玻璃組成份中形成光學導引結構直 接寫入之方法。本發明也關於使用直接寫入方法製造出的 光學裝置。另外本發明亦關於可以在其上面直接並且有效 地寫入密集之波導密實心蕊的大塊玻璃基體。 在電信領域中，像光學波導和布拉格(Bragg)繞射光栅 的光學装置為大家所熟知。在一個光學波導中，具有較高 折射折射率的心蕊，旁邊圍繞著具有較低折射率的包覆層， 由心蕊來導引光線，並且在長距離上，以小的信號衰減傳輸 大量的光學資訊。光學波導心蕊為該類之原型裝置。此心 說、的製造方法，是經由製作具有高和低折射率之不同物質 心蕊玻璃和不同物質包覆層玻璃以提供正確的波導結構。 布拉格光拇是另一類的光學裝置，可以用來由一個較寬頻 的信號中過濾並隔離出一段窄頻帶的波長。商業上最常使 用於光學導引裝置之電信應用中的物質為含有摻雜劑石夕石 為主之組成份，例如換雜鍺的石夕石心蕊、和無氫氧基的乾 燥純矽石包覆層。 、大家都知道，雷射光源可以用來影響玻璃中的折射率， 並且產生物理性破壞。關於前者，使用一個脈衝紫外線轄 射雷射光源，在摻雜鍺的矽石心蕊心蕊中寫入布拉格光拇， 已經為大家所熟知。最近，在對毫微微秒之雷射波長透明 的玻璃體積内形成光學波導直接寫入之雷射方法已被提出 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） ·*»一----------^l· — (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 訂 線 526342 令年//月G曰修正/吳^#Α7 _______ Β7 五、發明説明（1) 經濟部中央檫率局員工消費合怍社印^ 。在這個方法中，將-個120毫微微秒脈衝的81〇毫微米雷 射聚焦在-個磨光’石斷#内，同啸此麵跟穿過焦 點的入射光束垂直移動。報告指出在曝露區域上此隹點被 掃瞄十次的特定情況下，折射率增加了 1〇-2的數量級。 對於在整體玻璃中，使用短脈衝聚焦雷射形成波導之 直接寫入過程-個潛在性的問題是過度曝光。照射太多能 量將導致玻璃物理性破壞。玻璃物理性破壞和斷裂將使得 經由此玻璃傳輸的光學訊號產生不想要的衰減。 使用直接寫入方法來製造光學結構㈣一個問題為關 於寫入裂置，例如f射尺寸之穩定性，和在基體物f中導致 想要之折射率改變所需要的能量間的折衷。 、 為了讓雷射直接寫入方法在工業上實行，物質折射率 的大改變必須能夠在一個合理的寫入時間内達成。目前仍 然需要一個實用的直接寫入方法，可以在可接受的高寫入 速率下，建立一個折射率足夠增加的矽石為主光學裝置。 這樣的方法可以用來在一個適合物質的連續區塊内寫入連 ,任何兩點的連續光學導引波導圖案，或者製造其他光學 裝置，例如布拉格光柵。 所矽石-氧化鍺經常被作為可以用光致改變折射率的物 質。在摻雜氧化鍺之矽石的光敏反應中，通常應用氫(h2) 負載作為增加玻璃反應的方法。在該情況下，折射率增加 的機制是透過經由Kramer-Kronig關係之彩色中新形成機 制，成。氫鼻載的使用增加了後勤上的問題，包括裝载氣 所需要的時間。特別是對於整體物質，在氫不會跟物質反 尺度適用中國國家榡準（CNS > A4規格（21GX297公慶） ----------裝l· — (请先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 線 526342 A7 B7 ^(年/7月/¾修正/·更正十補充~ 五、發明説明（ 3—5 —〜 應的足夠低之溫度下，浸潰氳所f的時間為相當長。例如 一個3宅米厚的魏鹽玻璃斷片，在靴下需要花36天進 打負載。一旦將氫放入物質中，包含氫之斷片的儲存變成 另一個問題，然而整體物質之問題比較少。 經由密實化以增加折射率，提供了在物質處理上的優 點，因為在其中不需要H2負載。氫氣負載對小尺寸玻璃結 構例如纖以及薄的平面層，在其中氫氣能夠立即地擴散，對 於王維性定位及寫入於較大玻璃物體内部為不實用的，因 為些問題以及難以擴散氫氣較深進入玻璃物體内部以 及玻璃及收特性。本發明另一個潛在性的優點，是零件的 熱穩定性。使用氫負載寫入的矽石-氧化鍺通常會經過低 溫退火，在這期間光柵會”被固定”。此退火處理會使光柵 的效率降低大約30%，但是可以有助於進一步使效率之改 變降到最低。密實機制可以產生一項特性，其並不需要作 熱處理加以固定，以及通常熱學上為更強固的，甚至在幾百 度下，這些特徵都還保留在斷片中，同時提供較深寫入至 玻璃物體内部，由其表面深入之該深度能夠大於2公分。 經濟部中央標準局員Η消費合作钍印賢 已知例如用於準分子雷射微光石版印刷系統中的高純 度炫融石夕石之連續性高能輻射或雷射之曝露可以在熔融石夕 石光學元件中產生可量測密實效果。 發明大要： 本發明目的在於提供在一個矽石為主物質的基體内， 形成光學導引結構的改進直接寫入方法。特別地，它必須 能夠有效地及内部地在玻璃中寫入三維的光學導引結構， 本紙張尺度賴中關家標準（CNS ) Α4規格（2似297公瘦） 526342 彳/年/7月日修正Β7 五、發明説明（十） 經濟部中央樣準局員工消費合作、社印製 例如波導和光栅。聚焦之深紫外線(<3〇〇nm)雷射光束透射 通過大尺寸玻璃物體内部區域以形成密實波導心蕊結構通 過具有密實玻璃波導心蕊結構之玻璃内部區域而能夠以多 個方向三維性地橫越過玻璃物體，通過平面以及玻璃物體 多個外側表面。 本發明方法包含波導心蕊之内部導引寫入密實形成於 大玻璃物體内，該玻璃物體由玻璃表面至玻璃物體内部之 深度至少為1公分，優先地至少為2公分，更優先地至少為3 公分，最優先地至少為4公分。本發明包含製造光學波導装 置於二度空間中，其具有直接寫入密實波導心蕊，内部非表 面心蕊路徑部份遠離玻璃物體外側表面距離至少為1公分， 優先地至少為2公分，更優先地至少為3公分，以及最優先地 至少為4公分。 本發明的進一步目的在於在矽石為主物質中提供寫入 光學結構的方法。 根據本發明的一方面，我們發現了軟的矽石為主物質， 其對於在大物體中使用雷射寫入光學結構產生較強的靈敏 度0 “本發明的另一方面為提供了一個方法，可以使用激光 雷射在玻璃中直接寫入光學導引結構，而大致上不會對玻 璃造成物理性破壞。 本發明的另一方面為提供了一個方法，可以在整體石夕 =基=璃中寫人三維的光學結構。詳細地說，本發明提供 個私動增加折射率之雷職點通過x，y，和z的維度上石夕 111J--ίΜ.^-- (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) -訂 線

+張尺度適用中國國家襟準（⑽）峨格㈤'公整） T 526342 彳/年/7月Θ曰修正/要兩嘴充^Β7 五、發明説明（f ) 經濟部中央標舉局員工消費合作社印製 石為主之基體。 根據本發_另-方面，其提出使用此處所 法製造的光學結構合併於各種光學裝置内。本發明包括使 用波長<300毫微米的紫外線雷射光束焦點，在—個較匕整體 的軟石夕石玻璃（退火點<1350K)内，選擇性地將掃目^内二 體積區域密貫以來形成密實的光學波導密實心蘇 熟悉此技術的人從此說明中將會清楚了解g此項發明 的這些和其他方面。 'X 附圖簡要說明： 第-圖A和B(S11A及B)分別顯示在上方寫人和軸心寫入 的指向中入射雷射光束相對於掃瞄方向的位置。 . 第二圖A及B (圖2A及B)分別顯示在上方寫入和軸心寫入 的指向中掃瞒的光束截面和波導的截面形狀。 第三圖A及B(圖3A及3B)是在整體玻璃中直接寫入三維 光學裝置的上方寫入配置之透視圖。 第四圖（圖4)顯示密實為玻璃曝露於雷射輻射線之函數 (y軸為密實，X軸為量劑）。 第五圖（·圖5)顯示使用於本發明中玻璃真空紫外線透射 與率波長關係。 第六圖及第六圖A(圖6及6A)為根據本發明石夕石玻璃之 193毫微米激光雷射所導致ΔΡ/ρ與劑量關係曲線圖。 第七圖（圖7)是密實(a為底之對數)與玻璃柔軟度（退火 點倒數）的圖形。 第八圖（圖8)是小於300nm雷射曝露的方案。 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） (諳先閲讀背面之注意事項再填寫本頁} 、π 526342

經濟部中央糅準局員Η消費合作社印製 圖九圖A-E (圖9 A-E)顯示依據本發明來製造出光學 置。 予衣 附圖元件符號說明： 忒樣移動方1% 13;雷射光束2;焦點3;玻璃試樣4· 透鏡5;中心波導22;周邊波導23;馬赫倫德爾波導I激勵器24;光栅線π;波導16。 ， 詳細說明： 根據本發明，在一個軟的矽石玻璃整體基體中，形成光 學導引結構的直接寫人方法，包括底下的步驟，選擇一個由 矽石基物質製造，並且要將光學導引結構寫入的基體;將低 於300毫微米的紫外線雷射光束聚焦在基體中的一個内部 位置上，以便有效地在所聚焦照射之物質加以密實以及將 基體和焦點彼此相對移動以在基體中沿著密集的掃瞄路徑 形成一個掃瞄的光學導引結構。由波長<300毫微米之雷射 光束選擇性地密實之掃瞄路徑之折射率增加，而旁邊包覆 著沒有被聚焦的未密實玻璃原本的較低折射率。此玻璃的 密貫最好由雙光子吸收來產生，並且決定於聚焦雷射光束 強度的平方？ 跟未聚焦的光束作比較，雷射光束的聚焦大大增加了 光束的尖峰強度。聚焦光束的高強度可以密實玻璃，並且 當光束移動過矽石玻璃試樣時，在沿著焦點掃瞄的密實玻 璃路徑上導致玻璃折射率增加。所產生的提高折射率之密 實玻璃路徑區域可以用来導引光線，因此可以作為一個光 波導路徑，旁邊包覆著未密實的玻璃。 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) -裝- '線- 526342 「―正辑爾 B7 _ 五 、發明説明（^ ) 在圖1(a)中的”上方密實寫入”方法，以大致上跟密實 入射光束垂直的方向13來移動試樣。而在圖1(b)中的，，轴 二寫入方法，以大致上跟入射光束平行的掃瞄方向丨3移動 試樣。熟悉此技術的人將很容易了解，上方寫入也可以只 在X方向移動試樣來達成，或者只在7方向移動，或者在又方 向和y方向同時移動。 §上方寫入焦點依掃猫方向移動過試樣時，可以形成 一個大致上橢圓形的波導截面。當軸心寫入焦點依掃瞄方 向移動過試樣時，則經常產生一個大致上圓形的波導截面 。因此，軸心寫入的波導一般優先地用來製造大致上具有 圓形截面的波導。如果要寫入比聚焦透鏡的焦點長度還長 之連續性線性波導，則最好使用由上方寫入。 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 使用目前的直接寫入方法，在試樣中寫入三維波導的 能力，將參考圖3(a)和圖3(b)以進一步說明。雷射光束2可 以由透鏡5,聚焦到位於玻璃試樣4之内的焦點3。此試樣從 深度Di的第一位置(Xl，yi，Zl)，到深度d2的第二位置(X2, y2, Z2) ，在x，y，和z方向的移動，引起了此玻璃沿著掃瞄路徑9的折 射率增加，因而在試樣中第一和第二位置之間，形成了一個 延伸三維的光學波導路徑。如果所需要的為平面性，也就 是二維波導，那麼Xi可以跟X2相同，yi可以跟y2相同，或者21可 以跟Z2相同。如果需要的是線性波導，那麼可以分別跟 X2和y2相同，yi和Z1可以分別跟y2和Z2相同，或者χφΖι可以分 別跟Χ2和Ζ2相同。 此雷射可以是任何能夠產生波長< 3 0 0毫微米之適當強 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐) (〇 526342f /令7月如修正Ay —____ __ __ B7 9 I、發明説明（g) 經濟部中央#隼局員工消費合作、社印製 力紫外線雷射光束的裝置。可用的雷射在底下的例子中加 以。兒明。波長<3G〇cfe微米之紫外線雷射光束的特性是由幾 個光束參數來說明。所使用雷射優先地具有脈衝時間為大 於5毫微秒。在一個優先實施例中使用準分子雷射。準分子 雷射是脈衝來源，它的脈寬週期在15到6〇毫微秒之間。用於 该應用之準分子雷射未聚焦脈衝能量之每個脈衝流量在2到 100mJ/cm的範圍内，而該脈衝流量可以透過雷射光束的聚焦 來提升。所使用的準分子雷射之波長最好小於3〇〇毫微米， 例如一個氪氟(KrF)或氬氟(ArF)準分子雷射。除了準分子 雷射光源之外，密實雷射也可以是能夠產生低於3〇〇毫微米 波長以及適當強度的非準分子雷射。準分子雷射以外的選 擇包括：固態雷射，像Nd YAG和YLF為主的、或Ti藍寶石為主 的固態雷射。在10微米光束直徑下測量時，經由聚焦（最好 使用一個透鏡)在一個玻璃密實焦點上，此波長<3〇〇毫微米 之雷射光束的強度和截面可以提供—l〇mj/cm2的聚焦強度 。在10微米光束直徑下測量時，玻璃密封焦點的強度最好 ^50inJ/cni,優先地$100inJ/〇ii。適合用來密實軟碎石玻 璃物質内部之波長<300毫微米的紫外線雷射，必須具有密 實化強度的可聚焦雷射光束輸出，而且能夠以大約1〇微米 (10± 5微米）的大尺寸，和從l〇mJ到150mJ/cm2的強度，聚焦 到玻璃密實焦點上。這樣的波長<300毫微米之玻璃密實焦 點，可以將玻璃的内部寫入區域密實。對低於300毫微米的 波長，此整體玻璃的内部透射率必須大於7〇%/Cm，最好是大 於90%/cm，大於95%/cm，而優先地大於98%/cm。優先地利用 本紙張尺度適用中國國家襟準（CNS〉A4規格（210X297公釐〉

K (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁〕 裝1· -訂· 526342 °li年"月β日修正/姐7猶 Α7 —— --—__---- Β Ί 五、發明説明（Q ) 本發明於摻雜鍺扣為聚焦寫人 基質時，聚焦深紫外線*㈣夕大塊玻离 先地在220喊25〇H IA大於咖咖，以及優 石夕石為細Μ *圍 ^地本發.不含鍺 幼上：寫入之柔軟矽石大塊玻璃基質(未摻雜高 M或摻雜無鍺軟化摻雜劑)時，聚焦深紫外線雷 肉:5於18〇nm，収優先地在18〇11111至220™範圍 祝松貫焦點的強紐先有效地將綱密實，但是 也不要太強烈，以免在聚㈣曝露玻射形成空隙。’這一 t高強度微通道小的密實鎌，可以避免對玻璃物理性 石壞，並且抑制由雷射導致之玻璃斷裂，例如空隙的形成。 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 2然底下_子是以玻賴樣，姉於—侧定的玻 璃控貫焦點來移動，但是熟悉此技術的人可以很容易了解 到可以將玻軸實焦_對測定離來義，或者密實 雷射焦點和試樣同時相對於一個固定的參考點來移動，以 達到試樣和®触彡絲點之間聽要_對軸速度。優 ，，對於基質沿著掃描路徑以_掃描速度移動焦點以沿 著掃描，彳i有效導輯料錢(相對於未照騎料密度)提 =，同時沿著掃描路徑並不會使材料產生雷射所導致之破 壞，其中掃描速度在1微米/秒至丨毫米/秒範圍内。 雖然在附圖中所說明之適用於本發明的玻璃基體可寫 入石夕石材料試樣，它們都具有大致上平坦的表面，而且指向 為彼此垂直的，但是熟悉此技術的人了解，本發明並不局限 於這樣規則的固態基體幾何，相反地，本發明可以用來在實 際上任何規則或不規則的三維試樣中直接寫入光學波導。 本紙張尺度適用中關家標準（CNS〉A4規格（21GX297公釐） 526342 气I年7月G曰修正/更F /補先 A7 Γ—_________ B7 五、發明説明（β ) =此越最好祕於人射魏光絲放置，使得光束大 ^上跟此人射絲通試縣面Μ。跟義層比較起 來，5亥基體最好是三維的形狀。基體的厚度最好比路徑厚 度厚幾倍，優先地至少數百倍，更優先地至少五百倍，最 優先地至少1000倍。 、可以使財發明寫人光學導引賴的基·成份為石夕 石為主之物質，包括不含摻賴鱗辦石，錢含有推雜 劑的二^和三树；5綠。彻融物f為優先的，因為 它們具有各種令人滿意的光學特性，而且它們在電信裝置 應用中亦廣泛地使用。在本發明中，二元和三元矽石系統 通常為優先的，因為它們對密實有較強的靈敏度。 Π矽石為主物質”是意指包含矽石的玻璃組成份，而且 這些組成份在本質上不含驗、驗土、和過渡金屬元素、以 及其他在1加〇到1600¾微米的範圍内會引起吸收的雜質。 就异有的話，通常這些雜質在使用於本發明的石夕石為主物 質中之發現程度，也不會高於l〇ppb。 經濟部中央揉準局員工消費合作社印製 目前的發明者發現，一般來說從軟矽石為主組成份所 製造的大塊基體，與硬矽石為主物質比較為更容易寫入波 導，也不會損及所形成之折射率值。軟矽石為主組成份對 於使用準分子雷射來直接寫入之光學導引結構，似乎比硬 矽石為主組成份玻璃為更靈敏。 為了此項說明的目的，將M軟1 f矽石為主物質定義成退 火點比5 mol·% Ge〇2-95mol.%Si〇2之摻雜鍺玻璃組成份之 退火點低，也就是低於大約1380K，的含有摻雜劑或未含有 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） A7 B7 526342 今/年月/9曰修正 五、發明説明（I丨） 摻雜劑之石夕石為主物質。石夕石為主玻璃優先地未 劑和含有摻賴的二元和三元㊉石為主物f，其退火點^ 於大約1380M憂先地小於大約135〇κ，❿更優先地是在大 約900Κ到大約13腿的範圍内。退火點定義成 度為1013·6泊時的溫度。 不含有摻雜劑之軟石夕石為主物質，包括例如商用的炫 解石夕石，例如本公司之HPFSR型的高純度熔融石夕石7_玻璃 ，它的退火點在大約1261Κ到大約ι323Κ的範圍内。優先 地，使本發明之綠高純麟_石賴為非乾燥高 純度炫辨石，其0Η含量:>50ppm重量比，縣地>1〇〇 ppm，較優先地>100ppm，更優先&>2〇〇ppm，最優先地>5〇〇 ppm。至於含有摻雜劑的系統中，可以用來軟化矽石之較 佳摻雜物，包括元物、磷、、和鍺的氧錄，例如侧酸 鹽(B2〇3)、__(p2〇5)、氧化铭(Ah⑹、和氧化錯(⑽） 。任何想要的摻雜物濃度都可以使用。 在二疋摻雜硼的矽石為主系統中，硼酸鹽的含量可以 多到20wt. %(重量百分比)，或更多的石朋酸鹽。最好該二元 玻璃系統的組成份範圍從9 wt % β2〇3 _ 91 wt% &〇2到 20 wt.°/〇 B2O3 - 80wt.% Si〇2 〇 9 wt.°/〇 B2O3 - 91 wt.°/〇 Si〇2組成份的退火點大約是1〇73K，2〇 wt·% b2〇3 - 80wt. %Si〇2組成份的退火點大約是gggK。 在二元摻雜磷的矽石為主系統中，磷酸鹽的含量可以多 到20 wt.%，或更多的碟酸鹽，優先地在大約？ 到20 wt. %範圍内。最好此二元玻璃系統的組成份範圍從1〇 wt·% 本紙張尺度適用中國

i 經濟部中央標準局員Η消費合作社印製 526342 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 五 f/年//具D日條正檐全一 I7 l ’ 丁、" —^--Uz、發明説明（p^ P2〇5 - 90 wt.°/〇 Si〇2fiJ7 wt % p2〇5 _ 93 wt 〇/〇 Si〇2 0 7 wt% P2〇5 — 93 wt% Si〇2組成份的退火點大約是1231K。· 在二元摻雜的⑪;5為主系統中，氧她的含量可以 多到20 wt·%，或更多的氧化|呂，最好在大約1〇扎％到2〇 wt·%的範圍内。例如可以使用1() wt% Ah〇3 — 9〇wt_0/〇 Si〇2二元玻璃系統。 在一元摻雜鍺的矽石為主系統中，氧化鍺的含量可以 多到22 wt·%，或更多的氧化鍺，最好在大約15紂.％到25 wt· %範圍内。最好此二元玻璃系統的組成份範圍從2〇wt. % Ge〇2 - 80 wt.°/〇 Si〇2^J22 wt.°/〇 Ge〇2 - 78 wt.°/〇 Si〇2 〇 20 wt·% Ge〇2 - 80 wt·% Si(kfe成份的退火點大約是1323 K，而22 wt·% Ge〇2 - 78 wt·% Si〇2組成份的退火點大約 是1311K。另一個範圍包含從14%到9%的氧化鍺。此二元 組成份包含從9%到22%的氧化鍺。 然而在本發明中，雖然可以使用摻雜錯的玻璃，但是卻 不一定要使用鍺。因此，本發明可以用於不含鍺的矽石玻 璃中。在一個優先實施例中的軟石夕石玻璃，大體上是不含 鍺的。 f’硬”矽石為主物質定義為退火點比5 m〇i.% Ge〇2 -95 mol·% SiCb之摻雜鍺玻璃組成份之退火點高，也就是高 於大約1380K含有摻雜劑或未含有摻雜劑之矽石為主物質 。硬矽石為主物質的例子，包括退火點大約1425K的乾燥 熔融矽石。雖然商用的熔融矽石，像Corning HPFSR矽石可 能含有較高含量，例如重量>200ppm(百萬分之200)，以及〉 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4规格（210X297公釐） (Γ 3 ---------r^L-I (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁)

、1T 線 526342彳/年丨/月/3曰修正々文正/翁充:A7 ........... , ___ B7五' 發明説明（0) 經濟部中央標率局員工消費合作、社印製 800ppm的氫氧基功能團，但是通常如業界所知道的，ff乾燥” 熔融石夕石貫質上沒有剩餘的氫氧基功能團。 使用於本發明的矽石為主物質，最好以火焰水解處理 來製造。在此處理中，包含矽的氣體分子在火焰中反應，形 成Si〇2粉塵粒子。這些粒子沉積在旋轉物體的熱表面上， 固化成非常粘滯性液體，此液體在稍後被冷卻成玻璃（固體) 狀態。在業界中，這類的玻璃製造過程被稱為氣相水解/氧 化處理，或僅稱為火媳水解處理。然而也可以使用其他熟 知的處理過程。在一個優先操作中，矽石為主物質:單 步驟地直接沉積和固化處理以製造出。在另一個操作中， 此玻璃藉由沉積以及之後再固化製造出。 ’ 我們發現將矽石玻璃曝露到準分子雷射輻射可以在玻 璃中產生密度改變，稱為密實。在使用雷射處理時，玻璃變 成較密實，而且伴隨著發生較高折射率。密度改變可以經 由曝露到例如248毫微米和193毫微米的準分子雷射脈衝產 生。脈寬週期可以從5到30毫微秒，而未聚焦的脈衝能量 至少為10到100mJ/cm。聚焦雷射光束在玻璃基體物體内 密實加以利用來將圖案寫入玻璃中，而形成波導路徑： 特別有用的曝露石夕石玻璃，是上面所討論的特別在深 紫外線中能夠維持南度透明性情況。這是因為對激光曝露 來說，試樣對準分子雷射的波長透射度至少為7〇〇/。至9〇〇/。/ cm。以便於我們可以在玻璃内部深處產生密實。較好的 密實機制是使用隨著波長降低而增加的雙光子吸收速率之 雙光子過程，而優先軟矽石玻璃是最短波長為透射的情況。

526342 伊"月《日修正 ....... -|,| Μ"—立 、發明説明（作）

5 1X 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 、w再/ — 欠地，我們發現由較低的Tg，或任何其他黏滯性對 :度之仃為的縫，例如退域軟化溫度，所決定之越軟玻 項，對於由折射率所導致之改變就越靈敏。 使用在Opt. Lett· 21(24)，1960,（1966)中D.C. AHan，C_ Smith，N.F. Borrelli，和T.P. Seward III的 文獻，以及在J· 0pt soc· Am·，B，14，1606，（1997)中 N.F. Bor^elli, C. Smith, D.C. Allan, ^T.P. Seward ΙΠ的文章裡所說明的實驗配置，將磨光的石夕石玻璃基體整 體試樣經由一個孔曝露於準分子雷射的輻射。此處將它們 合併進來作為參考文件。 使^於193毫微米和248毫微米曝露的雷射，sLum〇nics 60^。牙過孔的能量由一個M〇lectr〇n熱檢測器來監控。由 曝露所導致的光相位，則使用一個ZYG〇 器透過 干涉測量法來測量。從所測得的光相位偏移加上一個有 限元素模擬的協助，我們可以獲得〃無約束的”密實Αρ/ρ。 使用無約束的致密作為密實過程的度量，可以考慮到試樣 的幾何，以及曝露光束的空間方位。此模擬的本質和它的 應用在SPIE Vol· 3578，16(1998)Allan等人的文章中有 詳細的說明，此處將它合併進來作為參考文件。簡單地說， 有限元素模擬說明當曝露區域在密實下收縮時該玻璃之彈 性反應，也允舟曝路和未曝露區域光彈性反鹿之纟士人。 表1中的玻璃為曝露於193毫微米的準分子雷射所導致 之密實。在表1中顯示了使用30毫微秒脈寬週期\1〇6個1〇 mJ/cm2的脈衝照射所產生的無約束密實。所導出的折射率 本纸張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公羡） 1*7 ----------裝 l· — (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 訂 線 526342 仰/月仏 修正 / ___B7五、發明説明（) 6 經濟部中央標率局員工消費合作社印製 值可以將密實乘以大約〇· 4而達成。 表1 193毫微米激光曝露的無約束收縮之比較 0· 3mW/cm2，106脈衝 Δρ/ρ(10'6) 量劑=3.33( ΓΝ/〇Si〇2(Cormng Incorporated HPFSR熔融矽石 7980) 1.6 78% Si〇2, 22°/〇 Ge〇2 14 80% Si〇2, 20% B2O3 岔貫的真正發展跟曝露的關係顯示在圖4中，一共有三 個試樣。在圖钟，X軸為量劑，而y軸為密度。對於準分子 雷射導出之折射率改變由未含有摻雜劑矽石到矽石—氧化 鍺到矽石-硼持續增加折射率強烈建議玻璃的柔軟度對所 能夠獲得的折射率改變量是一個主要的參數。氧化鍺玻璃 比未含有摻雜劑矽石要軟很多，而硼玻璃又比氧化鍺玻璃 要軟很多。 在任何溫度下，矽石和矽石—氧化鍺之間黏滯性的差別 ，可以由底下的式子來估計L〇g ( Si-Ge — Log Γ si = ~0. 5Δ 其中，Γ是黏滯性，而△是以百分比表示的Δη/η。對於2〇% Ge〇2, △是1%，因此矽石—氧化鍺玻璃比矽石軟很多。對於 硼，效果就更加顯著了。一個1〇 m〇l·% B2(VSi〇2的軟化 點比石夕石少大約3〇〇度。可以產生較軟玻璃的其他二元系 統，包括磷和鋁的氧化物。例如，l〇m〇l.%P2〇5/Si〇2具有低 500度的軟化溫度。 --- ^ I (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 線 本紙張尺度通用中國國家榡準（CNS ) M規格（2ί〇><297公釐） 52634夺/4//♦㈣ 五、發明説明（(b ) 隶好使用波長<300毫微米的紫外線雷射，來產生密實 並加大折射率的改變，而玻璃最好應該包含一個軟化成分， 像硼。改變的大小跟掺雜成分在軟化點的效果成正比。此 項發明最好包括使用軟化摻雜物以軟化矽石玻璃。 存 經由適當選擇曝露波長，玻璃和波導製造方法，我們可 以使致密對所導出之折射率的作用最大，士σ此就可以提 供一個對熱更穩定的波導結構。 訂 使用193毫微米準分子雷射以取代248毫微米，在石夕石 玻璃中所獲得的密實速率要快很多，或許快了 5_1〇的倍數 。例如，在193毫微米時使用100HMW3〇mJ/cm2脈衝，只要 在16分鐘内，我們就可以達到1〇-4的折射率改變。 我們對矽石和摻雜Ge〇2、Baa、和h〇5之二元矽石系 統作了㉖貫速率的直接測量。此測量方法包括使用干涉測 量法來測定由分別控制毫微米和193毫微米之激光輻射 照射所產生的光相移位。這些測妓對表2中之組成份的 整體玻璃基體試樣操作。這些試樣是經由火焰粉塵沉積來 开7成知塵預型件物體，然後固化成-個整體玻璃物體。這 項分析的重色是使财限元素模擬可以允許對物理意 義之”無約束”密實項目分離。由波長·毫微米之 紫外線雷射光所導出之密實的物理過程，存在於該項目中 。此玻璃密實的有限元素模擬可關來計算使用密實在玻 璃中所導致的真正折射率改變。 ^們已經發現該無約束密實的行為對雷射曝露的關係 ，可以很方便地以底下的功率定律模擬來表示。 526342 A7 B7 f /年//月曰修正/鬼玉 ................. - - III·· 五、發明説明（π)

Ap/p=a(F2Nb)/ τ 在括弧中的項目也就疋尖峰流量平方和脈衝數目除以 有效脈寬週期的乘積，是從觀察到的密實對此乘積之互反 性而推導出。參考SPIE 3578, 16(1998)中Allan等人的文 章，此處將它合併進來作為參考文件。每個試樣資料都對 該模擬配適，結果顯示在底下的表2中。配適的整體品質大 致上不受特定選擇的影響。從資料中，我們可以清楚知道 密實會隨著組成份而大大地不同。再一次地，我們發現它 與例如退火點所測量之玻璃的相對”柔軟度”有強烈相關。 在未含有摻雜劑矽石的情況，248毫微米導致之密實， 比在193¾微米所導致的要小10倍。在Ge〇2試樣中，小了4〇 倍。因此，密實除了跟組成份相關，它也跟雷射波長有強烈 地相關。 該項實驗使用105個30毫微秒，150mJ/cm2的脈衝照射 。這相當於是75(mJ/cm2)2(脈衝/106)/ns的劑量。將玻璃 曝露到193毫微米所產生之折射率改變顯示在表2中。 表2 193毫微米雷射導致的密實對組成份的關係比較 試樣 代號 組成份前置係數退火點 % wt. K Δη 10"4 A Si〇2(乾燥） 0.27 1423 一 B 7P2〇5 - 93Si〇2 2. 33 1231 0.02 C 20Ge〇2~80Si〇2 45 1323 1.4 D 9B2〇3-91Si〇2 23 1073 0.7 E 20B2〇3-80Si〇2 157 999 4.7 經濟部中央檩準局員Η消費合作社印製 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐）

經濟部中央缥^-¾員工消費合阼/tkfR 526342 五、發明説明（β) 這說町波長<300毫微米之紫外線雷射導致密實速率 為二元金屬氧化物-扣系統之組成之強烈函數。由表中 可以看出，脈解分子雷㈣朗綠速率，會隨著金屬氧 化物的含量而增加。仙可以魏，在密實速率和退火溫 度所表示的_姆”錄H有良__性。我們 也發現所有玻_密實速率，毅準分子·波長的函數， 其依序地為193毫微米>248毫微米。 底下的玻璃是由火焰水解來獲得。c〇rning HpFSR石夕 石是經由使用Si〇2直接粉塵單步沉積/固化以直接從火焰 沉積同時固化。在圖4-6中，高純度熔融矽石以表示 。其他玻璃是經由粉塵沉積，然而再固化成一個玻璃物體 以製造出。在這個處理中，一個多孔的粉塵毛胚會由金屬 韵身產物的火焰水解來形成。然後將此多孔粉塵毛胚在乾 燥環境中固化。使用這種兩個步驟的處理所形成的未含有 摻雜劑熔融矽石，其剩餘氫氧基濃度會比HPFSR矽石要低很 夕。較低的氫氧基含量會影響低於17〇毫微米的光透射率 及未含有摻雜劑熔融矽石的退火點。 一元玻璃也可以使用該兩個步驟處理製造出，在其中 各種金屬（硼，磷，鍺）前身產物與矽石前身產物一起水解而 形成一個摻雜質的多孔粉塵毛胚，然後再將此毛胚固化。 各種石夕石為主玻璃的真空紫外線透射光譜顯示在圖5中。 圖6中顯示出193毫微米所照射玻璃的無約東密實與劑 昼（F N/r )的圖形。F是每個脈衝的流量，以mj/cm2為單位 ，N是脈衝數目，以百萬為單位，而Γ是雷射之脈寬週期的整 Μ (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁)

本纸張尺度適標準（ A7 B7 經濟部中央榡準局員工消費合作、社印製 526342 年彳月/j日修正樣充 ——— __ 、發明説明0 ) 理早位。劑量的定義是由所觀察到的密實處 干在=$微米f射之導贿糾制辨定律之配適，顯 墙=6中。前置係數a的值列在表3中。除了捧雜錯的玻 卜’我們注意到密實速率跟玻璃的"錄度"相關。也 nt，在—個特定溫度下，玻璃的黏滯性越低，由波長< 00¾，米之雷射所導賴密實速率就越快。相當於退火 點的溫度可關來說明此物雖質的特徵。關得的玻璃 退火點顯示在表3中。在雷射導致之密實和玻璃的，，柔軟度 間的關係顯示在圖7中，其中顯示了 In⑸對退火點倒數的 圖7。將方程式中的b固定在〇·53,則前置係數a的值可以 用來代表密實。此直線的配適建議密實的激化過程，其中 結構重整的隔離電壓為1.7eV。用來提供更密實結構之結 構重整的真正機制並不清楚，然而此結果建立了在密實機 制中之一個動力因數。 我們相信，摻雜鍺之矽石的密實行為，跟上面所說明的 其他二元玻璃有报大的不同。我們相信對於248毫微米和 193宅微米的準分子雷射照射來說，密實過程是一個雙光子 受激發的機制，因為矽石和摻雜硼以及摻雜磷的物質在這 些波長下顯現較低吸收。摻雜鍺玻璃的密實，比單獨根據 退火點所預測的還快。從圖5之VUV光譜可以清楚看到，玻 璃C(2〇❶/〇 Ge02矽石)物質在193亳微米的吸收，比其他研究 的二元素還高，這建議了在193毫微米下，吸收過程是線性 的。所觀察到的不規則高密實，可以解釋為光線較有效地 k氏張尺度朝中國國家標準（CNS) A4規格⑺〇父297公楚

21526342 年//月/多曰修正/ A7 B7 五、發明説明（％ ) 耦合進入玻璃中，結果增加了最後會導致密實的激發現象。 已顯示出來的是，193毫微米準分子雷射所導致的密實 速率為組成份一個強烈函數。對於在193毫微米具有高透 射率(>70%)的物質，我們也發現了密實速率跟由退火點所 表示的玻璃柔軟度具有良好相關。甚至在一個特定的組成 份系列中，我們發現此相關為確實的。 表3 範例中玻璃的退火溫度和前置係數 试樣代號組成份 退火點K前置係數/配適(!T2)tF〇. 53 A 乾燥Si〇2 1423 〇_ 27/0.98 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) -裝- 經濟部中央標準局員工消費合作衽印製 D 7°/〇P2〇5/Si〇2 1231 2.33/0.94 E 20%Ge〇2/Si〇2 1323 45.5/0.97 F 9wt0/〇B2〇3/Si〇2 1073 23.2/0.99 G 200/〇B2〇3/Si〇2 999 157/0.98 表4 在248,193,和157毫微米下，為達到95ppm之Λρ/ρ的劑量。 對248和193毫微米，劑量是根據NF2/t來計算。而對157毫 微米曝露，劑量是根據NF2/t來計算。 波長 劑量 248 20000 193 4000 如上面所討論的，對熔融矽石長期照射深紫外線的一 個主要效果為密實。此密實產生了一個相對的折射率改變

訂 線 526342 9/年修正/更正/撟先 Α7 五、發明説明（ >丨） 經濟部中央檩率局員工消費合作fi印裂 。所導致的折射率改變，可以是例如0. 0001，也可以高到〇· 001。這個由密實所導致的折射率，可以用來寫入圖案，以 及製造例如布拉格光柵和波導掃瞄路徑。我們建議優先使 用低於300毫微米的紫外光，例如193毫微米輻射，利用由導 致吸收所引起的密實作用。 我們建議，使用深紫外線（雷射波長<3〇〇毫微米）來照 射軟的透明矽石玻璃物質（退火點<135〇Κ，透射度>70%) 產生的光敏密貫透射以製造光學導引結構和内部圖案。必 要條件是，該石夕石玻璃物質在激發波長必須是透明的，以便 確定在玻璃基體整體物體的内部深處以三維來定址折射率 改變的區域。此曝露的一個代表性方式，顯示在圖卜3及8 中，其產生如圖9所顯示光學波導密實通道裝置。此波導折 射率改變是由密實所引起。在矽石—氧化鍺系統的情況中， 所配致的試樣一定不可以有氧氣缺陷，因為它會在激發波 長下產生吸收作用。 本發明的曝露系統最好具有足夠高數值孔徑，例如在 圖8中大約是(D/2)/f，以便將密實局部地保持在一個夠小 的直徑，d。後者的數字應該在大約1〇微米（± 5微米）的數 里級。此外，曝政程度應該在>l〇〇inj/cni2的範圍内，且持續 1〇6數量之脈衝。這提供了有利的密實，並且導致適度的折 射率改變。 在本發明的一個實施例中，可以將一個單模波導寫入 大塊矽石玻磷基體中。一個半徑5微米、波長633毫微米的 單模波導，可使用0· 001的折射率差異來寫入。表3中摻雜

---------if -I (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 訂 線

526342彳/年"月，修正S 五、發明説明（必） 鯉濟部中央標準局員工消費合作衽印¾ 硼之軟矽石玻璃試樣F的適當密實和導致之折射率改變，可 以由7500[(mJ/cm2(M脈衝/s))的劑量來產生。將一個193 毫微米之準分子雷射透過一個圓形5毫米孔的lmj輸出，經 過一個200毫米的透鏡，聚焦成一個1〇微米大小的直徑，持 續使用220, 000個脈衝就可以產生這樣的劑量。在22〇取的 重複頻率下，此曝露大約花費1〇〇〇秒。使用這樣一個從相 當於透鏡共焦距離（大約1000微米）傳送的劑量，該玻璃基 體试樣應该以1微米/秒的數量級地移動以形成掃目苗路徑。 本發明光學裝置顯示於圖9中。各種整體玻璃的光學 裝置可以使用目前說明的物質和方法來製造，例如，一個γ一 耦合器裝置如圖9d所示。本發明也可以用來製造一個具有 中心波導22,旁邊圍繞著多個周邊波導23的星形耦合器，如 圖9a所示。本發明也可以用來製造一個包含一對馬赫倫德 爾（Mach-Zehnder)波導26之被動馬赫倫德爾耦合器，如圖9b 所示。一個包含馬赫倫德爾波導26,和一個熱或其他形態激 勵器24的主動馬赫倫德爾搞合器，如圖9c所示，也可以使用 本發明製造出。本發明也可以用來製造整體玻璃的布拉格 或其他形態的繞射光柵，如圖9d所示。波導16導向光柵線條 25。圖9e顯示出藉由本發明方法利用玻璃物體製造出光學 裝置，該玻璃物體具有第一外側側邊以及第二外側側邊，第 一外側側邊位於第一平面中，第二外側側邊位於第二平面中 ，第二平面並不與第一平面平行，其中波導密實心蕊由第一 外側側邊處冬輸入通達第二外側側邊處之輪出。利用玻璃 物體藉由本發明密實方法製造出圖9裝置，該玻璃物體具有

----------裝 l· — (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 訂 線 526342q (年"月《日修正/㈣織充 Α7 Β7 24 五、發明説明（β) 經濟部中央檁率局員工消費合作衽_製 平面性外織侧邊，其恃面巾波導密和躲不平行於 平面適。细本發明方法藉由形絲-提高折射率 波心旗n提高折射率波導密實心、蕊路徑，及 第三提高折射率波導密實心蕊路徑製造出圖9裝置，其中第 三通道路徑在與第-通道_以及第二通道路徑分離之平 面中。圖9裝置之製造包含形絲—提高折射率波導心蕊 通道路㈣及相㈣二提高折射率波導密實心、蕊路徑，其 中導引光線由第-密實心蕊路她合至第二密實心蕊路徑 。製造圖9裝置包含形成波長區分多工器將多個光學波長 頻迢多工化，其藉由形成多個波導密實心蕊輸入以分離輸 入之夕個光學；&長頻道，形成合區域將輸入頻道多 工化，以及械輸出波導密實心蕊以輸出多工化之輸入頻 道而達成。使用本發明〇· 5微米線條寬度為可能的。 人們了解上面所說明之本發明的優先實施例，可以有 各種修改、改變、和更動，但是都包含於該㈤等物之意義 和範圍内。 此外，雖然在這裡我們提及了很多相同的成分，可以用 ，取代優先實_ t所綱魏_成分，但是這並不意謂 著我們已經無遺漏地包括了所有可能的同等物，也不欲將申 請專利範圍所定義的本發明局限在任何特定同等物或組合 中。熟知此技術者因此了解其他同等組成份，但是其均屬於 本發明精神與範圍内。

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Claims (1)

1. 526342 今’年//月丨，曰修正/lUi: /補女 5 2 六、申請專利範圍 經濟部中央標瘅局員工消費合作杜印製 1· 一種寫入光線導引結構之方法，該光線導引結構寫入於 整體玻璃基體内部，該方法包含： (a)遥擇整體玻璃基體，其由柔軟性石夕石為主材料製造出； 以及 〇3)將深紫外線雷射光束聚焦於材料内一個焦點處，同時 沿著掃描路徑相對於基體移動焦點，其移動速度將導致相對 於未照射材料之沿著掃描路徑材料密度提高，同時並不會使 沿著掃描路徑產生雷射所導致之破壞。 2.依據申請專利範圍第1項之方法，#中選擇整體玻璃基體 包含選擇整體玻璃基體為相當均勻的組成份以及均勻的折 射率。 3·依據申請專利範圍第1項之方法，其中柔軟石夕石玻璃材料 退火點溫度低於1350K。 4·依據申請專利範圍第1項之方法，其中柔軟石夕石玻璃材料 退火點溫度低於1325K。 5. 依據申請專利範圍第1項之方法，其中材料對雷射波長為 透明的。 ' 6. 依據申請專利範圍第1項之方法，其中柔軟矽石玻璃材料 包含矽石玻璃軟化點摻雜劑。 7. 依據申請專利範圍第1項之方法，其中材料包含第一軟化 摻雜劑，其由Ge〇2，B2〇3, Al2〇3以及P2〇5種類選取出。 8·依據申請專利範圍第1項之方法，其中材料均句地摻 一摻雜劑。 ” 9.依據申請專利範圍第1項之方法，其中雷射光束波長小 於 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) -裝· ，1T 線 526342 修正/^^補充 8 8 8 8 ABCD 6 2 申請專利範圍 經濟部中夾標嗥局員Η消費合作社印装 250nm ° 1依據申請專利範圍第1項之方法，其中雷射光束波長小於 ZUOnm 〇 1」.依據申請專利範圍第丨項之方法，其中材料更進一步包含 =二軟化換雜劑，其與第一軟化摻雜劑組成份不同，該第二 b雜劑由GeQ2, β2α，A1細及p2〇5種類選取出。 =依據申請專利範圍第旧之方法，其中導致密度增加將 使折射率變化至少為lxur5。 =·依據申明專利範圍第㈣之方法，其中導致密度增加將 使折射率變化至少為1X1Q-4。 ^依據申請專利範圍第1項之方法，其中玻璃基體為不含 鍺。 據申呀專利|已圍第i項之方法，其中該方法將形成光 予裝置0 16·、ρ—種寫入光線導引結構之方法，該方法包含： 述擇矽石為主之整體玻璃基體材料； 、j =3G Gnm準分子雷射光束聚焦於基體内焦點處，同時 路徑相對於基體移動焦點，其移動速度將導致相 4 :、二射材料之沿著掃描路徑材料密度提高，同時並不 曰者知描路徑之材料產生雷射所導致之破壞，該所導 m射率掃触徑由龍補基體材料崎形成光學 =4構成’並使掃描路徑外側未被照射材料產生光 于波導之包層圍繞著所形成之心蕊。 17·依據申請專利範圍第_之方法，其中選擇石夕石為主整 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) -裝 1 -1 · Η言 線 526342 红年％ "日修正/私謂^ A8 B8 C8 D8 '申請專利範圍 27 經濟部中央檬率局員工消費合作社印製 體破璃基體材料包含具有均勻城份之玻璃。 依據㈣專利範圍第16項之方法，其帽_石為主敕 體破璃基體材料包含選擇具有均勻折射率之玻璃。I 19·依據申請專利範圍第18項之方法，其中所選擇玻璃 折射率均勻度△nSSppm。 土蔽 20· —種寫入光線導引結構之方法，該光線導引結構 於整體玻璃基體，該方法包含： … 選擇由矽石為主材料所構成之整體玻璃基體，其具有一 種由Ge〇2, ΒΛ，Α1Λ以及PA種類選取出之摻雜劑；以及 將深紫外線雷射光束聚焦於基體内焦點處，同日^沿著掃描 路徑相對於基體移動焦點，其移動速度將導致相對於 射材料之沿著掃描路徑材料密度提高，同時並不會使沿^ 掃描路徑之材料產生雷射所導致之破壞。 ㈢'° 21·依據申請專利範圍第20項之方法，其中選擇摻雜石夕石 主材料之整體玻璃基體包含將具有軟化摻雜劑之石夕石: 材料軟化。 ' 22·依據申請專利範圍第2〇項之方法，其中選擇含有捧雜 之矽石為主材料退火點溫度小於1350Κ。 W 23_依據申請專利範圍第20項之方法，其中矽石為主 勻地摻雜所選擇之摻雜劑。 = 24.依據申請專利範圍第20項之方法，其中矽石為主材料光 學均勻性Δη $ 5〇ppm。 , 25·—種製造三維内部結構於玻璃物體内部之方法$方去 包含： /…> 衣紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) Α4規格（210X297公釐） ---------— (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁〕 、τ 線 526342 Ag 彳/年"月f日修正C8 六、申請專利範圍 提物體，該玻璃物體内部具有均勻的組成份以及 折射 提供雷射光束及透 選擇矽石為主之整體玻璃基體材料;將雷射光束耦合進 入透鏡以形成會聚雷射光束，其具有提高折射率之焦點， 將焦點定位於玻璃物體内部以及控制焦點與玻璃物體間 之相對移動，其中焦點形成通過玻璃物體提之高折射率波 導心為，該提咼折射率之波導心蕊藉由玻璃物體導引光線 及包層。 26·依據申請專利範圍第25項之方法，其中玻璃物體具有第 一外側以及第二外側，第一外側位於第一平面中，第二外側 位於第二平面中，第二平面並不平行於第一平面，其中波導 密實心蕊由第一外側處之輸入通達第二外側處之輸出。 27.依據申請專利範圍第25項之方法，其中玻璃物體具有平 面外側底部，該波導心蕊在非平行平面中通達該平面外侧 底部。 經濟部中央櫺導局員工消費合作社印製 (請先聞讀背面之注意事項再填寫本頁) 28·依據申請專利範圍第25項之方法，其中該方法形成第一 提高折射率波導密實心蕊路徑，第二提高折射率波導密實 心蕊路徑，以及第三提高折射率波導密實心蕊路徑，其中平 面中第三心蕊與第一心蕊及第二心蕊分離。 29.依據申請專利範圍第25項之方法，其中提供玻璃物體包 含提供一種玻璃，其均勻地摻雜軟化玻璃之摻雜劑。 30·依據申請專利範圍第25項之方法，其中提供破璃物體包 含提供一種玻璃，其折射率均勻性$5ppm。 本紙張尺度逋用中國國家梯率（CNS ) A4規格（210X297公釐） 526342 今/年//月Θ曰修正 8 8 8 8 ABCD 9 2 經濟部中夬_隼局員工消費合阼社中敦 ☆、申請專利範圍 31·依據申請專利範圍第25項之方法，其中雷射光束波長為 入^财以及在人以打下玻璃内部透射性至少如％。 32·依據申請專利範圍第25項之方法，其中聚焦將使折射率 提高至少為lxl(T5。 33·依據申請專利範圍第25項之方法，其中聚焦將使折射率 提高至少為lxl(T4。 34. 依據申請專利範圍第25項之方法，其中提供雷射光束包 含提供準分子雷射。 35. 依據申請專利範圍第25項之方法，其中提供雷射光束包 含提供固態雷射。 36·依據申請專利範圍第25項之方法，其中提供雷射光束包 含提供193nm準分子雷射。 37·依據申請專利範圍第25項之方法，其中提供雷射光束包 含提供248nm準分子雷射。 38·依據申請專利範圍第25項之方法，其中該方法包含形成 第一提咼折射率之波導密實心蕊路徑以及第二提高折射率 之波導密實心蕊路徑，其中導引光線由第一密實心蕊路徑 耦合至第二密實心蕊路徑。 39·依據申請專利範圍第25項之方法，其中該方法包含形成 波長區分多工器將一組多個光學波長頻道多工化，該形成 步驟包含形成一組多個波導密實心蕊輸入以分離地輸入一 組多個光學波長頻道，形成一個多工區域將輪入頻道多工 化，以及形成輸出波導密實心蕊以輸出該多工化輸入頻道。 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁} 裝· 訂 線 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A#規格（21〇><297公釐）