TWI292061B

TWI292061B - Optical waveguide structure

Info

Publication number: TWI292061B
Application number: TW093113628A
Authority: TW
Inventors: Rei Yamamoto; Nobuo Miyadera
Original assignee: Hitachi Chemical Co Ltd
Priority date: 2003-05-16
Filing date: 2004-05-14
Publication date: 2008-01-01
Also published as: TW200508680A; CN1748163A; KR100716031B1; WO2004102238A1; JP4010011B2; US20060140540A1; KR20050088492A; JPWO2004102238A1; US7664353B2; CN100406936C

Description

1292061 九、發明說货了一一【發明所屬之技術領域】 4m别々、促工收等稱造，詳言之，，歧=與合波比予以高度地均等化之‘導構造關【先前技術】 ° =來，隨著個人電腦以及網際網路的普及，資訊傳 μ求遽增’便要求傳送速度快，光傳送損失小之光波^ 光波導係用作為光傳送中之光互連（opticai

Lnierrecti°n) ’而例如光分路器（分歧結合器）之類的先予衣置収作為光波導之基本構成元件U可或缺者。 1方面，光分路器（分歧結合器）在使光傳送方向相反日守’係作為合波光波導而作用。士分歧光波導係用來與其它之光波導或光纖連接。此恰’由於製造上的參差便會在入射光與輸入光波導之間產生軸偏私的情形。此種情形下，由於光強度峰值位置會變 =α結果會使得連接於輸人光波導之分歧光波導的分歧比 i于不致光強度峰值位置的變動應是由於軸偏移而激勵光波導内之基本模態以外之高階模態，而因各模態之干涉而叙生的。以往之分歧光波導有利用高階模態對於光波導之禁閉效果較弱之特性而成的構造者。、第1種以往的分歧光波導係採用利用長直線輸入光波導使光強度峰值位置的變動衰減之構造。第2種以往的分歧合波光波導係採用在輸入光波導設置曲線光波導之構造（參照例如專利文獻1之第12圖以及 5 315800(修正本） 1292061 A r .………----------------------------------------------------------- ,.·：·，; ,；； · 其說明）。 __________________—；..:―二二」 t 3種以往的分歧合波光波導係採用在輸入光波導設置收1^部分之構造（請參照例如日本特許第2809517號公報（專利文獻1)之第14圖以及其說明）。

At上述之第卜第2、第3種分歧光波導因係藉由高階模態之放射而使光強度峰值位置變動衰減，因此有放射損失變大之問題。而且，第i種分歧光波導由於使用長直線輸入光波導來使高階模態放射，因此有長形化之問題。第2、第3種分波光波導係在光波導形狀上加入變化， t禁閉效果較弱之高階模態放射，但是由於光波導形狀有變化，因此有基本模態亦會放射的問題。而且，在改變光波導形狀的情形下，要使基本模態不放射，必須使相對於光之傳达方向之形狀變化情形和緩，而有長形化之問題，亦即，不管是那一種，都有放射損失變A，且（或）長形化之問題。上述第1種分歧光波導必須形成為長直線輸入光波導，而有長形化之問題。 (專利文獻1 :曰本特許第2809517號公報）【發明内容】本發明係鏗於以往之分歧光波導之上述問題而完成者其目的在於提供一種元件之製作容易而且組合調整簡易且穩定之光波導構造。本叙月之另目的在於提供一種可充分進行界分佈之峰值偏移的填補，並且重現性高，光量損失小，尤其可高精度地將分歧比均等化之光波導構造。 6 315800(修正本) 1292061 ㈣，f

Lr 本發明之3? 7〜〜一…—一 -一」制么一目的在於提供一種沒有收縮部分等而 :4 ’且向階模態之放射少而放射損失小之光波導構在本說明書中，連接係只要是光學的連接即可，連接面即使如例如第2圖所示有溝或間隙亦無妨。而且，第2 射出入^部中之轴上係指以第2光波導與第3光波導之中 =置作為光強度峰值位置之振動中心時，振動之振幅的、以下，較佳為三分之一以下，更佳為四分之一以下處。〜折射率差在將核心（core)之折射率設定為將包層(Clad)之折射率設定為⑽寺，係為 nl - nl 2n：部之Π =種光波導構造’具有：具有A端部與_ 有_與2部端部之第2光波導;具 B端部連接於盆第！二以及上述第1光波導之部以及笛Λ 端部，上述第2光波導之。端導之^部連接於其第2射出人端部之分支。波光波導，其特徵為： =光強度峰值通過上述gl紐導之Α端部中且通過上述分歧合波光波導之第2射出入端部中長产。、方式心上述第1光波導以及分歧合波光波導之 315800(修正本) 7 1292061 本發明之另一·一」丈為·以所使用之波長中最短波長之光強度峰值位置通過上及長之位置，且通過上述八，二先波導之A端部中之軸偏移軸上的二士合波光波導之第2射出入端部中之度。^、疋上述第1光波導及分歧合波光波導之長 :將上述第1光波導之核心寬度將上述分歧合波光波導之長度設入端部之核心寬度設定為Wt，則

本發明之另一特徵為設定為Ws，長度設為Ls，定為Lt，將上述第2射出 Lt=450 "冚、 6 // m、核心與包層之折射率差=0.4%時 Ls=N(10. 6Ws+147) + 6_ 4 、2、3、本發明之另一波導而作用。 •••等任意自然數）。特徵為··上述光波導構造係作為分歧光上述光波導構造係作為合波光上述光波導構造係樹脂製光波本發明之另一特徵為波導而作用。本發明之另一特徵為導0 本务明之另一特徵為· 溝之先波導基板。'、、、.構造係包含具V形本發明之另-特徵為：以光強度峰值在第"具r 2波長中通過上述第丨光 ^在*1波長及弟且通過上述分歧合波 =中之軸偏移位置’ 先波^之弟2射出人端部中之軸上的 315800(修正本） 8 1292061 fr

--j 方式決定上述秦1—枝IX㈣ί波光波導之長度。本發明之另一特徵為：上述第1光波導之核心寬产比上述第2及第3域導之〜寬度寬。設定m二特徵為：將上述第1光波導之核心寬度 ?τ ^s、、、二又设為u、上述分歧合波光波導之長度設定 ’、、、t、上述弟2射出入端部之核心寬度設定為wt，則 Lt=450 // m、核心與包層之折射率差=04%時，

Ls=N(l〇.6Ws+l47)-i2<6Wt+2〇8 (㈣、2、3、·..等任意自然數）。一本發明之另一特徵為：將上述第i光波導之核心寬度 =為WS、長度設定為u、上述分歧合波光波導之長度設 ”、、t上速第2射出入端部之核心寬度設定為i，則核心與包層之折射率差=0.4%時， L=N(10.6Ws+147)-i2.6Wt+658 (N=1、2、3、...等任意自然數），其中，L=LS+Lt。〆本發明之另—特徵為：將上述第1光波導之核心寬度 :疋為Ws、長度设定為u、上述分歧合波光波導之長度設疋為Lt、上述第2射出入端部之核心寬度設定為，則 Lt:450 // m、

Wt二 16 // m、核心與包層之折射率差=04%時， L-NC32. 5Ws2-415Ws+1540) + 6. 4 9 315800(修正本) 1292061 — I雖月·. (N=l、？、社―分、 ' 2卞、·.r.尊任言^ 本發明之另—牲外* . 外Μ 力4寸欲為·將上述第1光波導之核心嘗庚 έ又疋為Ws、長产吟定炎τ 克度 ^ . τ 又σ為Ls、上述分歧合波光波導之長产1 定為Lt、上诚筮9 I 1 7〜仅度5又、出入端部之核心寬度設定為wt，則

Lt=450 // m、 J 核心與包層之折射率差=0.4%時， L-N(32.5Ws2-4l5Ws+i540)-l2.6Wt+208 ⑺1 ' 2 ' 3 ' ···等任意自然數）。之核心寬度導之長度設

本么月之3 #彳政為：將上述第1光波導 =為1、長度設定為u、上述分歧合波光波疋：、、、Lt、上述第2射端部寬度設定為Wt，則核心與包層之折射率差=0.4%時， L=N(32.5Ws2-415Ws+i540)-l2.6Wt+658 (N=1、2、3、···等任意自然數），其中，L=LS+Lt。本發明另為—種光波導構造，

:部：非直線之第1光波導，·具有c端部與心= ，光波導;具有E端部與,端部之非直線之T; / ¥’以及上心1光料之β端部連接於其第i射出 :部，上述第2光波導μ端部與第3光波導之= :於其第2射出入端部之分歧合波光波導，其特徵為: =舉值通過上述第〗射出入端部之轴為且知度峰值通過上述第2射出入端部：: 上述分歧合波光波導之長度。 1的万式决义 315800(修正本） 10 1292061 齡:: . '· > i 作為本發明之曲線光波導之核y 如··玻璉月ψ、# A 包層材料可列舉及半¥體材料等之無機材料等各種材料，惟樹浐耸”一：抖m“之有機材料於短時門心由於易於藉由乾蝕刻等而於短％間内加工，因而較佳。卞料相而广，樹脂等之材料與玻璃、半導體材料等之益機材科相比，因富於羊軟性 …、戍柯 “人’生因此有不易破裂且強韌之優點。 1形成所需之溫度’並由於钱刻速度快，因此可⑽光波導構造之製造所需之時間而利於量產。此外，在樹脂等之材料中’與石英玻璃相比，材料固 ^之傳播損失會變大。材料固有之傳播損失與光波導之長，成正比，因此，要構成具有相同功能之光波導時，以縮紐光波導長度者為佳。就此點而言，在樹脂製光波導的情形，與以往例子相比，本發明之光波導的短長度化效果相對地較大而可說是有效的選擇。上述之水合物可使用任意者，惟其具體例可列舉如：聚酿亞胺系樹月旨（例如：聚亞胺樹脂、聚（酿亞胺·異口引哚并喹唑啉二酮亞胺）樹脂、聚醚醯亞胺樹脂、聚醚酮樹脂、聚酯醯亞胺樹脂等）、聚矽氧烷樹脂、丙烯酸系樹脂、聚苯乙烯系樹脂、聚碳酸酯系樹脂、聚醯胺系樹脂、聚酯系樹脂、酚系樹脂、聚喹啉系樹脂、聚喹喔啉系樹脂、聚苯并噁唑系樹脂、聚苯并噻唑系樹脂、聚苯并咪唑系樹脂、以及光漂白（photo bleaching)用樹脂（例如日本特開 2001-296438號公報所揭示之含有聚石夕烧、頌酸靈化合物之聚石夕氧烧樹脂、含有DMAPN{(4-N，N-二甲胺基苯基）-N- 315800(修正本) 11 1292061 NJ;：n L...一..： ] ♦ 苯基硝酸靈}之聚曱基丙烯酸甲酯、染料聚合物（d polymer)、含有硝酸靈之聚醯亞胺樹脂或環氧樹脂、士 2000-66051號公報所揭示之加水分解性矽烷化合物等^開上述樹脂可為含有氟原子者。較佳之聚合物係可例舉如· 玻璃轉化溫度（TG)高、耐熱性優之聚醯亞胺樹脂，其中〜 ^率、折射率特性來看，以含氟之聚酿亞胺^樹脂= 含氣之聚酿亞胺系樹脂可例舉如：含氟聚醯亞胺樹脂三含氟聚（醯亞胺、異吲哚并喹唑啉二酮醯亞胺）樹月3旨、含氟聚醚醯亞胺樹脂、含氟聚醯胺醯亞胺樹脂等。上述含氟聚醯亞胺系樹脂之前驅物溶液係在N—甲美 -2-吼略烧酮、N，N—二甲基乙酿胺、卜丁内酯、二甲^ 楓等極性溶劑中’經由將四羧酸二酐與二胺反應而得：氟原子係可包含在四羧酸二酐與二胺兩者中，亦可僅包含於其中任一方。、又上述不合氟之聚醯亞胺系樹脂之前驅物溶液係藉 ^在Ν-甲基-2 —哦洛烧酮、Ν，Ν—二甲基乙酿月安、厂丁内曰醋、二甲基亞碉等極性溶劑中，使不含氟之四㈣二奸與不含氟之二胺反應而得。 _含氟之二酸酐之例可列舉如：（三氟甲基）均苯四甲酸 —酐、二（三氟甲基）均苯四甲酸二酐、二（七氟丙基）均苯四甲酸二酐、五氟乙基均苯四甲酸二酐甲基）苯氧基ί均苯四甲酸二酐、2,2-雙（3,4-讀録一)1 既丙炫二酐、5,5，-雙（三氟甲基）_3,3，，4,4，_四絲聯苯 315800(修正本) 12 1292061 膝:/:::了三:::π . 二酐、2,2，，5,5，—四了三I甲、基）-37丨3，，4,4，-四羧基聯苯二酐5, 5雙（二氟甲基）—3, 3，，4, 4，—四羧基聯苯醚二酐、 5,5雙（二氟甲基）—3,3’，4,4，—四羧基二苯甲酮二酐、雙 {(二氟甲基）二羧基苯氧基丨苯二酐、雙{(三氟甲基）二羧基苯氧基}(二氟甲基）苯二酐、雙（二羧基苯氧基X三氟甲基）苯一酐、雙（二羧基笨氧基）雙（三氟甲基）苯二酐、雙（二綾基苯氧基）四（三氟甲基）苯二酐、2,2-雙丨（4一（3,4 一二羧基苯氧基）苯基}六氟丙烷二酐、雙{(三氟甲基）二羧基苯氧基} f苯二野、雙{(三氟甲基）二叛基苯氧基}雙（三敦甲基）聯本一酐雙{(二氟甲基）二叛基苯氧基}二苯趟二酐、雙（二叛基苯氧基）雙（三氟甲基）聯苯二酐等。含氟之二胺可例舉如：4-(1H，1H，11H-二十氟十一烷氧基）-1，3-二胺基苯、4-(1H，1H-全氟-1-丁氧基）—丨，3 —二胺基苯、4-(1H，1H-全氟-1-庚烷氧基）—丨，％二胺基苯、 4 (1H，1H-全氟-卜辛烷氧基）—1，3 —二胺基苯、4 —五氟苯氧 f ~1，3-二胺基苯、4-(2,3,5,6-四氟苯氧基）—丨，3 —二胺基本 4-(4-氟本氧基）-1，3-二胺基苯、4-(111，111，211，211-全氟-1-己烷氧基）-1，3-二胺基苯、4-(1H，1H，2H，2H-全氟-1一十二烷氧基）-1，3-二胺基苯、2, 5-二胺基苯并三氟化物、雙（三氟甲基）苯二胺、二胺基四（三氟曱基）苯、二胺基（五氟乙基）苯、2, 5-二胺基（全氟己基）苯、2, 5-二胺基（全氟丁基）苯、2, 2’-雙（三氟曱基）-4, 4，-二胺基聯苯、3, 3，-雙 (二氟甲基）-4, 4’-二胺基聯苯、八氟聯苯胺、4, 4, 一二胺基二笨醚、2, 2-雙（對胺基苯基）六氟丙烷、it雙（苯胺基） 315800(修正本） 13 1292061 六氟丙烷、1，4&雙T苯胺1 )7：i：〒i^、L5-雙（苯胺基）十氟戊烷、1，7-雙（苯胺基）十四氟庚烷、2, 2，—雙（三氟曱基） -4, 4’-二胺基二苯醚、3, 3,一雙（三氟甲基）一4, 4，—二胺基二苯_、3,3，，5, 5,-四（三氟曱基）一4,4,一二胺基二苯醚、3,3，— 雙（二氟曱基）-4, 4’-二胺基二苯甲酮、4, 4，-二胺基-對三恥笨、I，4 —雙（對胺基苯基）苯、對雙（4-胺基-2-三氟甲基苯氧基）苯、雙（胺基苯氧基）雙（三氟曱基）苯、雙（胺基苯氧基）四（二氟甲基）苯、2, 2-雙{4-(4-胺基苯氧基）苯基} /、氟丙烷、2, 2-雙{4-(3-胺基苯氧基）苯基}六氟丙烷、2, 2一雙{4-(2-胺基苯氧基）苯基}六氟丙烷、2,2 —雙{4-(4-胺基笨氧基）-3, 5-二甲苯基}六氟丙烧、2, 2-雙{4-(4-胺基苯氧基）-3,5-二三氟甲基苯基丨六氟丙烷、4,4，_雙（4 一胺基一 2一二氟曱基苯氧基）聯苯、4, 4,一雙（4-胺基—3-三氟曱基苯氧基）聯苯、4,4，-雙（4-胺基-2-三氟甲基苯氧基）二苯楓、 4,4 -雙（3-胺基—5-三氟曱基苯氧基）二苯楓、2,2-雙 U-(4-胺基-3-三氟甲基苯氧基）苯基}六氟丙烷、雙{(三氟甲基）胺基苯氧基}聯苯、雙[丨（三氟曱基）胺基苯氧基丨苯基] 六氟丙烧、雙{2-[(胺基苯氧基）苯基]六氟異丙基}苯等。亦可併用二種以上之上述四叛酸二酐及二胺。聚醯亞胺系樹脂之前驅物溶液亦可使用具有感光性者。聚酿亞胺系樹脂前驅物溶液係藉由旋塗或印刷等方法塗佈在基板表面上，並經最後溫度為2〇〇至400°C之熱處理而硬化後成為聚醯亞胺系樹脂被覆膜。在連接為了將光信號射入第1光波導之A端部而連接 14 315800(修正本) 1292061 ΚΓ取：::—-1 ·. 之其他的光波^或戈識之ϋ 2| 〇. 不係以 > 面在一方之光油墓墓引先，一面監測經連接部”Θ 直至得到最適當之連接白… #先波V之光強度，導之位^ 々方式，尚精度地微微調整兩光波 V之位置關係’進而連接固定。反構造便可緩和上述調芯要求精要的時間，而可製造低成本且高使用本發明之光波導度，可大幅縮短組合所需產率之光元件。而且’本發明之光波導構造係除了以如上述之主動 (act i ve)调芯法所組合之央之先波¥以外，亦可適用於例如第继/、之人端部具有？形溝等用以被動(passive)安裝光、，、=光波導元件。在被動安制光波導時，由於^ 與弟1光波導可宏士41料、、隹μ、，、 • 4偏$，因此能以不受製造參差影曰之Ν產率製造。依如本發明之光波導構造，具有··可構成元件之製作容易而且組合調整簡易且穩定之光波導構造之效果。 "依如本發明 < 光波導構&，亦具有··彳構成能充分進仃界分佈之峰值偏移的填補，並且重現性高，光量損失少，尤其可高精度地將分歧比及合波比均等化之光波導效果。本發明還具有··可構成沒有收縮部分等而製作容易，且高階模態之放射小而放射損失小之光波導構造之效果。【實施方式】以下’根據圖式說明將本發明之一實施態樣之光波導構造作為分歧光波導構造使用的例子。 15 315800(修正本） . 分歧光波導打端部12與B端部14之第i光有、部、= 物4之第2光波導26;具有E有:;=^ 及第3光波導^端部W上述第2光波導26 U端部U 之分歧合波光波導之4^而°M2連接於其第2射出入端部44 之和2=之：過八+人、先導之八端部中軸偏移位置、且诵定〇口波光波導之第2射出入端部中之軸上的方式決為二ΓΓ_ “、長_ 端…核=r::長r定為l’、第2射出八

Lt=450 β πι > I二 16// m、核心與包層之折射率差=0.4%時，滿足、？、q 比錢定第1光波導心及分歧二=自 =用本發明之分歧光波導之lx8光分路器與以往之光二行模擬。使用本發明之分歧光波導之w 設置本^明—；通道）輸入起之最初分歧段，月之先波導而進行模擬。以往之lx8光分路器係 315800(修正本） 16 iZyZOo 1 ...........- 降钱議丨在l ch側輸入光波專部育進^模擬本發明之分歧光波導之形狀係依由下述方式設定··以輸入直線光波導作為第1光波導，且將核心寬度t設定為 6.5//111，長度1^設定為4\(10.6\6.5 + 147) + 6.4二870//111，將分歧合波光波導之長度Lt設定為45〇//m，第2射出入端部之核心寬度Wt設定為16 // m。以往之分歧光波導之形狀係將輸入直線光波導之核心寬度設定為6· 5#m，收縮部之核心寬度設定為3.5//m。使輸入光有〇·5 軸偏移。、模擬結果係如表i所示。使用本發明之1χ8光分路器之過剩抽失係波長在I 31 # m時為〇· 47dB、波長在1. Μ /^叫為〇.44dB。此表示與以往之在直線輸入光波導設置收縮部的情形比較，其過剩損失變少。而且，於均一性上， ’、表1所不，使用本發明的情況，偏差值小至約〇. 3d]g。由2可知’使用本發明之分歧光波導可高精度地均一化，可衣作損失少之光分路器。表1 區分輸入波長 (V m)1· 31 1. 55 本發明過剩損失(dB)0. 470. 44 參考例均一性過剩損失 (dB) (dB) °· 20 0. 92 0· 48 〇. 60 均一性(dB)0. 520. 74 分路哭之分歧錢導製作具V形溝之Μ 圖所;，估其光學特性。分歧光料之構造係如第酉己置設有uh形溝⑽之射入部1〇2，及設肩 315800(修正本） 17 1292061

摄買I 條V形溝100之射出部f α厂1 山丨·ί㈣，且在lch輸入起之最初之分歧段制本發明之分歧光波導110。另為了比較，還製作之射入部及射出部，且將以往構造之輸入光波導作成直線之光波導。製造係依以下順戽i隹;。Α θ p W # 丨貝斤進仃。在具ν形溝之矽晶圓上形成論層’將錢料合劑錢塗法㈣使其乾㈣厚為⑽ Α乾:^《炱’在其上形成由含氟之聚醯亞胺樹脂所成之下部包層(8_以及核心層(6 5/zm)。接著，在核心層上塗佈含石夕之光阻使厚度成為0.5"，然後，乾燥、並透過核_ 心圖案進行曝歧顯像。再透㈣光阻圖錢行反應性離子蝕刻而形成核心層。光阻剝離後’形成上部包層。5") 以製作聚醯亞胺光波導之具V形溝之1χ4光分路器。其次，進行上述1x4光分路器之評估。評估時係以v 形溝中被動安裝有光纖之形態進行，^源係使用波長i3i //m及1.55//m之半導體雷射。。結果，使用本發明之分歧光波導之lx4力分路器之插入損失係：波長在1.31/zm時為7. 31(1β，均一性為〇. 14 Φ dB，波長在1.55/ζηι時為7. 19dB，均一性為〇33άβ。另外，以往構造之1x4光分路器之插入損失係：波長在時為7.87dB，均一性為0.79dB，波長在155#m時為 7.6dB，均一性為〇.47dB。使用本發明之分歧光波導與以往構造相比’可得到高均一性且低損失之特性。以下說明另一實施例。在lch輸入側之初段分歧使用本發明之1x4光分路器。1為6.7//m、【為16//m、[為 315800(修正本） 18 η 1292061 :33ί)“ ' 為 450“、Ls0 擬。ΑΠ1 Ls為任思長度之480 # m之1x4光分路器以進行模在模擬上，係採用2次元之光束傳播法。使輪入光有 .Am之軸偏移。模擬結果如表2所示。由表2可明瞭，輸出：明之1X4光分路器十即使輸入偏移〇. 5㈣，在⑽ :、之各通這損失之變異亦很小，可保均一性。於不依 2明而任意設定Ls之參考例中，其變異大，很難保持均伴=此，藉由使用本發明之分歧合波光波導可高精度保锊均一性，可製作損失小之光分路器。表2 11 ^ 本發明輸入波長過剩損失 (//m) (dB) 131 0. 38 155 0. 36 均一性(dB) 0. 04 0. 05 麥考例過剩損失(dB) 0. 50 0. 50 均一性(dB) 0. 72 1. 49 本發明之分歧光波導除了光分路器以外，亦可使用於例如馬赫-曾得干涉儀型光波導等，具有分歧構造，且需要高精度地均等化之光學裝置。該馬赫_曾得干涉儀型光:導 2〇〇係如第4圖所示，具有2個本發明之光波導構造，一故疋分歧光波導202，另一邊是合波光波導2〇4。並且，具，不同長度之光波導220、222。一邊之光波導22〇係^端部為分歧光波導202之一邊之射出光波導，另一端部為合波光波導204之一邊之射入光波導。另—邊之光:導ϋ 315800(修正本) 19 it 1292061 係一端部為分歧光波導202之另二^之射出光波而。卩為合波光波導204之另—邊之射入光波導。以下說明本發明之另-實施態樣之光波導構造。 5圖所示，分歧光波導構造1G係、具有：具有^部12: 端部Η之非直線之第！光波導16;具有c端心2盘^山部24之非直線之第2光波導26;具有Ε端部32與^端= 34之非直線之第3光波導36 ;以及上述第工光波導1 B端部14連接於其第！射出入端部42、上述第2光 26之C端部22及第3光波導36之£端部犯連接於其第2 射出入端部44之分歧合波光波導48。分歧合波光波導48之長度••錢度峰值通過第射出入端部42之軸偏移位置且通過第2射出入端部w 之轴上位置的方式決^。在例如：光分路器之連接有曲線光波導與分歧合波光波導的構造中，使用本發明之分歧光波導構造，可高精度地使光之分歧比均—化，可製造低損失之光分路器。、 —、【圖式簡單說明】第1圖係本發明實施態樣之光波導構造之說明圖。第2圖係本發明實施態樣之光波導構造，在光波導間具有間隙之例之說明圖。第3圖係使用本發明之分歧光波導之具ν形溝ΐχ4光分路器光波導構造之平面圖。第4圖係使用本發明之分歧光波導之馬赫_曾得 (Mach-Zehnder)干涉儀型光波導之平面圖。 315800(修正本) 20 1292061 L κ κ 丨 ψ S：:J W ..:¾屬第5圖係本發^另一實施態樣之^波導構造之說明圖。【主要元件符號說明】 10 分歧光波導構造 12 A端部 14 B端部 16 第1光波導 22 C端部 24 D端部 26 第2光波導 32 E端部 34 F端部 36 第3光波導 42 第1射出入端部 44 第2射出入端部 48 分歧合波光波導 100 V形溝 102 射入部 104 射出部 110 分歧光波導 200 馬赫-曾得干涉儀型光波導 202、 204分歧光波導 220、 222光波導 Ls 第1光波導之核心長度 Lt 分歧合波光波導之長度 Ws 第1光波導之核心寬度 Wt 第2射出入端部之核心寬度 21 315800(修正本）

Claims

1292061 第93113628號專利申請案十、申請專利範園：^曰) 、，種^波‘構造’具有：具有β端部之第j 光波導；具有C端部與D端部之第2光波導；具有Ε fW5與F端部之第3光波導；以及上述第！光波導之b ，^連接於其第1射（人端部、上述第2光波導之C 端^及第3光波導之£端部連接於其第2射出入端部之分歧合波光波導，其特徵為：以光強度峰值於上述第1光波導之Λ端部中通過軸偏私位置於上述分歧合波光波導之至少第2射出入 :部中f接以含有高階模態之狀態通過軸上之方式，決疋上述第1光波導與分歧合波光波導之長度。 '2. -種^波導構造，具有：具有A端部與b端部之第」光波導；具有C端部與D端部之第2光波導；具有E 端部與F端部之第3光波導；以及上述第i光波導之b 端部連接於其第）射出人端部、上述第2光波導之c 端部及第3光波導之£端部連接於其第2射出入端部之分歧合波光波導，其特徵為·· 以光強度峰值於上述第1光波導之A端部及上述第i 射出入端部中通過軸偏移位置，且於上述分歧合波光波導之第2射出入端部中通過軸上之方式，決定上述第j 光波導與分歧合波光波導之長度。 3·如申請專利範圍第」項或第2項之光波導構造，其中，係以所使用之波長中最短波長之光強度峰值位置於上述第1光波導之A端部中通過軸偏移位置，且於上述分 315800(修正本) 22 1292061 卟士，'缝靖換頁I第931136=^ί ，合波光波導之第· τ哥(潑-部巧·^過軸上之方式決疋上述第1光波導及分歧合波光波導之長度。 4.如申請^利範圍第1項或第2項之光波導^造，其中，將上述第1光波導之核心寬度設定為Ws、長度設定為 Ls、上述分歧合波光波導之長度設定為u、上述第2射出入端部之核心寬度設定為Wt，則 Lt=450 " m、 Wt=l 6 " m、核心與包層之折射率差=〇· 4%時， Ls=N(10. 6Ws+147) + 6. 4 (N=l、2、3、…等任意自然數）。 5·如ΐ請專利範圍第i項或第2項之光波導構造，其中，上述光波導構造係作為分歧光波導而作用。 &如申請專利範圍帛i項或第2項之光波導構造，其中，上述光波導構造係作為合波光波導而作用。 7·如申請專利範圍第1項或第2項之光波導構造，其中，上述光波導構造係樹脂製光波導。 8.如申請專利範圍第i項或第2項之光波導構造，其中，上述光波導構造係包含具V形溝之光波導基板。 9mt專利範圍帛i項或第2項之光波導構造，其中，係以光強度峰值在第1波長及第2波長中於上述第i 光波導之A端部中通過軸偏移位置，且於上述分歧合波 ^波導之第2射出人端部巾通過軸上之方式決定上述第1光波導及分歧合波光波導之長度。 315800(修正本) 23 第93113628號專利申請案 (96年8月9曰） I / / I Λ 厂—〜一一.......…一—〜一…^— 1 0·如申請專利li圍第1項或第2」項之光波導構造，其中，上述第1光波導之核心寬度係比上述第2及第3光波導之核心寬度寬。 U·如申請專利範圍第1項或第2項之光波導構造，其中，將上述第1光波導之核心寬度設定為Ws、長度設定為 Ls、上述分歧合波光波導之長度設定為U、上述第2射出入端部之核心寬度設定為Wt，則 Lt=450 /z m -核心與包層之折射率差=0.4%時， Ls=N(10. 6Ws+147)-12. 6Wt+208 (N=l、2、3、…等任意自然數）。 U·如申請專利範圍第1項或第2項之光波導構造，其中，將上述第1光波導之核心寬度設定為Ws、長度設定為 Ls、上述分歧合波光波導之長度設定為Lt、上述第2射出入端部之梭心寬度設定為Wt，則核心與包層之折射率差=0.4%時， L==N(l〇. 6Ws+147)-12. 6Wt+658 (N=l、2、3、…等任意自然數）其中，L=LS+Lt。 1 Q •申請專利範圍第1項或第2項之光波導構造，其中，將上述第1光波導之核心寬度設定為Ws、長度設定為 Ls、上述分歧合波光波導之長度設定為Lt、上述第2射出入端部之核心寬度設定為Wt，則 Lt-450 β m - 24 315800(修正本) 1292061 ................-— 第93113628號專利申請案 ^ (96 年 8 月叫仰卜丄6 // m、 ' I 核心與包層之折射率差=〇.4%時， Ls==N(32. 5Ws2-415Ws+1540) + 6. 4 14 (N=：1、2、3、…等任意自然數）。 •如中凊專利範圍第1項或第2項之光波導構造，其中， =上述第1光波導之核心寬度設定為Ws、長度設定為 S、上述分歧合波光波導之長度設定為Lt、上述第2射出入端部之核心寬度設定為Wt，則 Lt=450 // m、核心與包層之折射率差=〇.4%時， Ls==N(32. 5Ws2-415Ws+1540)-12. 6Wt+208 、2、3、…等任意自然數）。 15. 如申請專利範圍第丨項或第2項之光波導構造，其中，將上述第1光波導之核心寬度設定為Ws、為 LS、上述分歧合波光波導之長度設定為u、上述第^射出入端部之核心寬度設定為Wt，則梭心與包層之折射率差=0.4%時， L=N(32. 5Ws2-415Ws+1540)-12. 6Wt+658 (N=1、2、3、…等任意自然數）其中，L=LS+Lt 〇 16. —種光波導構造，具有：具有A端部（12)與b端部〇4) 之非直線之第1光波導（16);具有c端部（22)與D端邛 (24)之非直線之第2光波導（26);具有E端部（32)與f 端部（34)之非直線之第3光波導（36);以及上述第j , 315800(修正本) 25 1292061 先波導（16)之Β端部（14)連螇於其第丨射出入端部 (42)，上述第2光波導（26)之c端部（22)與第3光波導 (36)之E端部（32)連接於其第2射出入端部（44)之分歧合波光波導（48)，其特徵為··以光強度峰值於上述第i 射出入端部（42)中通過軸偏移位置，且光強度峰值於上述第2射出入端部（44)中通過軸上位置之方式決定上述分歧合波光波導（48)之長度。第93113628號專利申請，案 (96年8月9日） 26 315800(修正本) 1292061

七、指定&$酉厂——' 一」 (一）本案指定代表圖為：第（1 )圖。 (二）本代表圖之元件符號簡單說明： 10 分歧光波導構造 12 A端部 14 B端部 16 第1光波導 22 C端部 24 D端部 26 第2光波導 32 E端部 34 F端部 36 第3光波導 42 第1射出入端部 44 第2射出入端部 48 分歧合波光波導 Ls 第1光波導之核心長度 Lt 分歧合波光波導之長度 Ws 第1光波導之核心寬度 Wt 第2射出入端部之核心寬度八、本案若有化學式時，請揭示最能顯示發明特徵的化學式： 4 315800(修正本)