TWI361293B - The coaxial light-guide system consisting of coaxial light-guide fiber basing its refractive index profiles on radii and with its coaxial both semiconductor light sources and semiconductor detectors - Google Patents
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Description
1361293 九、發明說明： '· 【發明所屬之技術領域】 . 本發明係有關於一種使用於通信之光纖及其光源和檢光器丑 構的同軸光導系統。 【先前技術】 公元2500年前人類發現玻璃，直至羅馬時代才把玻璃抽 成細絲來用。在1950年代醫學界以這些裸絲玻璃成束來傳導影 •像，希望做成内視鏡；但漏光太大而傳不清影像，因這些裸絲玻 璃純度低且是以外部折射率較低的空氣做全反射層。^如年此
Narinder Singh Kapany 首先杜撰『fiber optical』光纖這個 名字，當時是為了在裸玻璃絲上更精確地包了一層折射率較低的 玻璃材料做外殼，其可控地造成全反射並避免光漏出去而達到光 纖更完全傳光及影像’以做内視鏡的目的。從此，光纖即以折射 率高低不同而分成内外兩層，並以整個直徑作導光所需折射率分 B佈為底的依據去設計及產製各種光纖。原在内部折射率較高的裸 絲玻璃成為導光的主要部份並以光纖核心core稱之，外部折射率 較低的外殼稱為光纖的cladding纖殼並沿用至今。而大家公眾所 接受其以光線在光纖中以全反射屈曲前進的『光線理論』，其幾何 光學物理描述也沿用至今。圖1表示習知光纖結構，101部分為光 纖核心’ 102為光纖纖殼。圖2為光線在光纖中傳導圖，圖2c為 多模態階射率mjLTIMODESTEP-INDEX光纖，b為多模態斜(漸變折
射率）射率 MULTIMODE GRADED-INDEX 光纖，a 為單模態 SINGLE-MODE 5 1361293 .光纖。以上各種光纖也皆因初始以玻璃抽絲時，而自然成為圓形 •.狀波導所再發屐的結果，然在刪年英國饥KARB〇WIAK曾提 出彈性薄膜波導理論FLEXIBLE THIN_FILM WAV腿DE，其雖能以 .平層波導SLAB WAVEGUIDE的極薄電介質結構來傳送單模態光波， 但因光在由框支持的電介f薄膜周圍空間傳播如圖3所示由於 薄膜301和其上下空氣介質3〇2折射率差極大，薄膜若非極薄， •無法達成實用的傳送損失值，因此放棄此種作法。當1964年英國 STL華裔咼錕CHARLES Κ· KA0及GEORGE HOCKHAM放棄薄膜波導 而傾向改用單模態圓形波導光纖後，於1966年經詳查研究玻璃中 的損失要因後，提出將來改良製造技術並使玻璃中引起損失要因 的過渡金屬離子成分低於Ippm，即可使吸收損失降為20dB/Km以 下，並可做為遠距離通信用的低損失光纖維。此即掀啟光纖通信 之大幕。 製造以上傳統習知光纖常用的方法是先製造預型體 PREFORM ’此預型體的橫截面結構和最後所要抽絲完成之細小光纖 橫截面結構一致即可。 通信用玻璃(石英）光纖的製造過程，一般包括先製成上述橫 戴面預形體Preform rad(棒）及再抽絲Drawing兩技術。以目前 己成熟穩定的光纖製造技術而言，光纖在抽絲成細小直徑如常用 125微米或其它規格之前，都以放大比例作成一種直徑約2公分至 4或5公分稱為光纖預型體preform的方式先行放大製造。然後 6 1361293 .再放人高溫爐峨成細絲^這是光纖製造的兩A步驟。所以所有 .不同種頌的光纖内部折射率分佈和傳播特性所需的各項設計如材 料選用、幾何結構安排、光學特性、.等考慮都在預型體製成時 大致己定。因此預型體製造技術是光纖製造技術的核心及關鍵技 術。 近二十年來，己為大家所熟知的光纖預形体製造技術主要分 _成兩大類的四種方法。兩大類分別為内沈積方法IVp〇 Inside
Vapor-Phase Oxidation process 和外沈積方法〇vp〇 Outside Vapor-Phase Oxidation process。内沈積方法又有MCVD(Modified
Chemical Vapor Deposition即改良式化學氣相沈積法）及 PCVD(Plasma-activated Chemical Vapor Deposition 即電聚激 勵化學氣相沈積法）。2004年有我國人楊春足所發明發專利第i 261073號VLSD—種直立大量同步管内沈積的光纖預型體製造方 >法’可大量製造光纖預型體。 外沈積方法又有0VD(0utside Vapor Deposition即外沈積法） 及VAD(Vapor-phasedAxial D印osition即軸向化學氣相沈積法） 等共四種預型體製造方法。熟知的光纖預型體製造方法可參考上 項專利内容所述資料。 通信用的光纖是一種具有傳送電磁（光）波從一端點至另 一运端的能力。如前所述’傳統的光纖是條細長均勻透明的材料； 但沿著其橫截面具有折射率變化的安排。例如其較高折射率中心 7 1361293 • » ι〇ί^，Π •的核心部位被有較低折射率的纖殼部位所包住。如此的光纖可從 •.純矽纖殼的熔矽材質，包住己摻雜之矽材使其折射率提高的核心 而製成。則光在核心被限制住，並以發生在界於核心及纖殼間的 全反射傳送。通常此類型光纖都含有高於一種模態的光波被限制 在核心内傳導，稱為多模態，而各模態以不同路徑速度傳導，這 常使輸出端光脈衝寬PULSE WIDTH變寬，稱為色散DISPERSION。 鲁此種多模態色散其結果為群延主因，使頻寬降低。因此有以拋物 線形核心結構的斜射率分佈型光纖GRADED INDEX MULTIM〇DE OPTICALFI臓將各種不同速度的模態以自我聚焦方式 an optical self-focusing如圖2(b)所示來提高頻寬的方法；但因拋物線形 核心結構的折射率分佈在製作上，當從軸心最高折射率掺雜量往 外增加距離而逐漸降低摻雜量時，控讎雜量設備精確度、複現 性及複雜度的問題及漸變折射率間產生的漣紋ripple，皆難以符 籲合理論設計上之最佳頻寬表現。最後，為了使各模態速度一致而 成為同時出發且同時到達遠端的通信目的，不得不採取讓核心縮 小至/、剩唯一即基本模態的光被限制在核心内傳導的方式來消除 模態分散’即成為單模態光纖。 除了極短距離使用多模態斜射率光纖如LAN網路外；至 今，用在通彳5的光纖市場有·以上為單模態光纖，可見單模態光 纖為光纖勉的主要產品。但在單讎先_，主要傳送光波的 媒材核心；其面積卻只佔全體光纖面積的1%，其餘99%只用做全 8 1361293 • % .反射的反射層·度战用’十分可惜丨在考量紐強度及接續 ..操作容易的條件下，不去改變傳統光纖外徑125_·時 ，可發現單 模態光纖内還有許多可用的面積存在，理應充分加以利用。例如 提南單模態光纖的光通量以提供接收端更多的光子能量供應，增 加接收端的功率能量來源’以使相同靈敏度的檢光器可以移至更 退距離的接收機使用明加傳輸距離…減使相同緣度的檢光 春器可以改更低功率雷射光源以降低系統成本。或選用低靈敏度檢 光器降低系統成本並增長通信距離，以免浪費精純的半導體資源。 光纖通信除了要求系統成本效益外，也期望使用完美無缺 的產品。在數十年來親身從事光纖製造經驗，尤其在以内沈積法 製私去熔縮預型體後的許多光纖製造經驗來看，不論是單模態光 纖或多模態光纖在折射率分佈中心皆有凹陷的問題產生如圖4所 示。圖4(a)為單模態光纖折射率分佈中心凹陷，圖4(b)為斜射率 •分佈中心凹陷。以目前光纖預型體主要製造方法中的MCVD、pCVI)、 OVD及VAD法中的前三種方法，皆存有此缺點。因MCVD和pcVD 法在完成約數百千層内沈積步驟（此時尚存有中空狀態，稱為預型 音PREFORM TUBE)並進行熔縮後、及〇vd法在完成約數百千層外沈 積步驟並進行脫水及透明化後（此時尚存有一小中空孔狀態，亦可 稱為預型管）’其中空尚未成實心部分的沈積層的Ge〇2摻雜材料因 大量揮發出去，而造成折射率分佈中心凹陷，常困擾本人的思維 至今。 9 1361293 • 财以崎雜核心層是為了增加折射率。但當施以更高於 '沈積溫度的或透明化製程，常使其揮發而降低其在純石夕中的 .濃度L也就無法達到原預期的折射率值1此不論是單模態光纖 或多模態光纖的折射率分佈中心凹陷，都不利於光纖的傳輸特 性。這全非以上三種光纖預型體製程的缺點；而是傳統以直徑為 ^光折射率分佈的全反射光路為依據時，其折醉分佈中心的較 鲁=射铸分，剛好在製造時暴露在長時間高溫加熱的實際最後 ▲衣輕而產生純摻雜高溫揮發，而狀折射率分佈中心凹陷的錯 誤0 傳統以直徑為導光折射率分佈的依據製造光纖，除了引起 折辨分佈中心凹陷外；以内沈積法做預型體製程的_及PCVD 会在兀成所有沈積層步驟，成為上述還尚屬空心的翻管後常 泣因無法立刻做預型體品管量測及抽絲，而影響製造效率。因最内 _部還尚屬空心的核心層在熔縮c〇LLApsE前沒受到保護，容易在各 =作過程時㈣以至抽絲成實心後影響損失特性甚大。而且為了 2高折，率目的所摻雜二氧化鍺的摻雜濃度，是由外往内逐漸增 ^最中、的核、層為最高摻雜濃度。由外往内層的材料膨漲 系數因而逐漸增大而止於中空的開放部分。此種預型管内外 料張系數不均的情形，常因製程變化或環境溫差的變化過大造 成嚴重龜$因此必須直接熔縮成實心才能移出品管量測及抽 八折射率分佈中心凹陷而降低頻寬的情形在多模態光纖十 二曰遍，尤其是在LM網路多模態的斜鱗光纖特別嚴重，雖然 ^發展技術將訪射人核心懈環部分錢财純環形核心光 =讀G _麵圆之枝，㈣謝心辦凹陷影 曰波導不完全_補方法’但叹過渡性伽己似至管道光纖 的方法’並無法徹底提高頻寬。在單模態先纖方面，因其只有極 小直徑的核心雜，折射率凹陷部分佔整體折射率不均比例甚 大’影響更是嚴重。此雖有折射率分佈中心凹陷補償的技術；但 皆耗時費功且並不盡理想。 單模態光，_高職傳輸特性缺是賴通信最高品質 的主要產品。但是單觀光纖糾有則、餘的核叫位可供傳 送光能，目前傳統習知單模態光纖核心、光料極低，為了傳送更遠 距離，㈣較大料的能絲聚缝小絲進人賴核心來達 魯到目的；且其側射型強光雷射如圖5所示的橢圓形光輕射波形5〇5 聚焦進入圓形微小核心結構，不符自紐則，致浪f功率且需增 加控制電路費用及冷卻高電流產生高溫的裝置，增加系統成本。曰 面射型雷射光源VCSEL如圖6所示的圓形出射波雖能與圓形核心 匹配；但因上下所做分佈之布拉格反射鏡職光柵極細層的沈積 層或蟲晶成長層601及605，因又/4高折射率及λ/4低折射率材 料磊晶層在元件被順偏時，通過這些極細層的電壓降，特別是異 質接面，其伴隨之能帶的不連續會妨礙電流流動。此引起的不穩 1361293 * * * .定電流不利於功率之提昇，致無法做高功率的輸出，無法取代側 ..射^•田射。因此侧射型雷射之_形光輸出匹帽雜心仍然是 不符自然法則的缺點。 【發明内容】 鑒於上述先前技術之背景依據所製造之傳統習知的 光纖及其光源和檢光器，其有下列六項缺點；致習知光纖通信系 鲁統之光纖、光源及檢光器無法發揮最自然匹配的整合效果： 一、 使用MCVD、PCVD及OVD等方法製造習知光纖皆無法 製造出折射率分佈中心完美的事實。因己沈積完成最高折射率分 佈中心附近數層’尚在空心的軸心區域，高溫使中空逐漸收縮成 實〜的製程，讓毫無遮蔽保制沈積層巾，其内部提高折射率的 Ge〇2摻雜材料’因大量揮發出去而降低了預定的折射率造成折 射率分佈中心凹陷；產生中心導光不全的缺點。 籲二、預型管内層曝露無法預先品管且浪費熔縮製程成本。使 用MCVD及PCVD等内沈積方法製造習知光纖預型體時，當己沈積 完成最高折射率分佈中心附近數層後’因尚屬空心的原預定轴心 區域層，在未經熔縮成實心的預型體前，除非十分嚴苛的溫度環 境保護；否則難予移至普通環境做折射率分佈量測以預先品管。 尤其是MCVD及PCVD法此時的預型管中空部分内經甚大且無保 護’因此必須直接熔縮製程’避免最重要的核心污染致引起加離 子吸收損失及内外應力差產生的龜裂。但又因預型管内層曝露且 12 1361293 . 又必須直接炫縮’在數小時溶縮過程為了避免預型管因外部加熱 .高溫氣體衝擊而凹陷變形’又必須通入氣體保持一定内壓以維持 預型體真圓度及柚絲後光纖真圓度。由於長時間之内部通氣時， » 通氣系統的氣密度和氣體之含水分問題，常使日後光纖内主要導 光核心0H含量增加，造成損失增加的問題。 二、 最向頻寬的單模態導光核心太小接續不易，且其有效導 光材料使用比率太低，浪費高純度材料資源，不符環保及精純材 料善用法則。現採用之光纖通信最寬帶域的單模態光纖主要核心 太小，只約10/zm錄。其導光核心面積佔不到光纖截面積百分 之一；卻要用99倍大的面積支撐使用，單位面積可用的有效導光 材料使用面積比率(A)太低，浪費精純材料資源。如以外徑i25# m ’核〜餘的單模態先纖為例，其有效導紐料使用面積 比Α= 52π/ 62.52;γ·〇% =0.64%，實在太低！可見其錯用最佳 I單模態光波傳送通信位置。 四、習知單㈣核心導光_太」、，不但光通量低崎低可接 收距離H颁㈣騎射的個形輻射波形糕進入圓形微 小核心結構，又不符自麵則，致增加純成本。現傳統採用之 光纖通信最寬㈣的單轉賴主心太小，_導光面積很 J孔讀又低’ ϋ此必如強光雷射光雜透躲焦整形，再 射入小圓核心，才能傳送到更長距離。這不但要採用昂貴的雷射， 且增加控制電路費用及冷卻裝置，增加系統成本。 13 iOi.m •五、光_®形輻射波職對紐_核心匹關題—又因 .強光雷射目前皆為側射型，其產生__輻射波，無法與圓形 /之波導7G全匹配’致生功率浪費。甚至因橢圓絲—開始即 二有垂直及水物向電場幅度不相等的極化難偏差值。在進入 光纖内傳輸長輯後’因光源初始垂直及水伟錄大小微偏差 且又、丄長雜光纖波導結構内部幾何不均之内部應力差及外部成 籲纜過％產生之應力原因，致在接收端產生舰順了画―娜E DISPERSION (PMD)偏極化模態色散失真，尤其以更高速率通信時 影響頻寬更為嚴重。 /、、光纖輸ϋΐ光強度分佈與檢絲檢纽能匹配問題—因傳 ’’先光纖輸出光波’其強度分佈形狀為從軸心、最強並依離軸心距離 ，增加而強度減弱成為高斯分佈之形狀，而光通信採赌多的前 照式檢光n，其表面電極又為環狀供電，如圖7所示。當表面環 _狀電極703和底層平面電極之兩電極對中間各層半導體供電，以 產生電洞與電子所形成的空乏層7G1 DEpLETI〇N layer時因上 表面中間中空之娜電極崎端面之電子密度較高，及電流走最 短距離之侧’其空乏雜電子與制職的電場能量分伟形成 轴心中心區域比外環低的不均現象。此種由光纖輸出中心最強光 能分佈的光訊號’卻進人擁有中心檢統映效輪低的不匹配， 不符合自然法則。造成檢光n轴心推紐域之電場分佈產生中空 低分佈狀態。故空乏層呈現環狀分佈，其不完整分佈易降低檢光 1361293 t〇l 11 . 效能及產生雜訊。 • 在世界鋼資源逐漸短缺及光纖製造技術已發展二十多年 歷史情況下，人們對頻寬須求逐日殷切時，光纖還無法快速肩負 替代通信媒材的任務，人類還無法享用光纖到家寬頻利益；以親 身投入此項技術二十五年努力之經歷者而言，甚感遺憾.丨 因此，以上現有傳統光纖技術之缺點為本發明所要解決之問 題。 為解決上述傳統光纖及其傳統光源與檢光器諸問題所採用 的技術方案為提出本案—體三項之發明，以重新定位光纖波導的 結構、半導體光源及半導體檢光器等結構做為同時解決上述問題 的技術，並以整合成一同軸共構的同軸光導系統來加以完整應 用。三項發明為： ⑴同軸料賴：本發__光導光纖是崎射率分佈 籲在礼所衣成，異於習知以折射率分佈在直徑的光纖。構成同轴 的圓外城和軸心部折射率相同，導光依據的折射率分佈其中心已 從麵心移到光纖所有半徑上；光改在轴心和其同軸的圓外殼間傳 導，而不在轴心中傳導，如此因轴心折射率和外殼折射率己相同， ^而使光波從傳統集中於光纖轴心之核心傳播的安排移到各半 徑的中間所組成的圓環形帶狀核心傳播，如圖8所示。圖8(a)示 ^ 、、L斜射率光纖之圓環形核心803中自我聚焦方式的傳 、、大眾所犯了解的光以幾何圖示路徑方式全反射於相同折 15 JO1293
射率的轴心及外殼之同—半徑上：亦即以光纖的半徑縱向切面為 導光面的設計來㈣光纖；取代傳統以直徑縱向域為導光面的 光纖設計。802圖示_單模顏環形核心中之傳播。則本發明的 光纖結構已異於傳絲纖結構，如圖9(a)(b)(e)所示。並產生新 的部位名稱’舉9(a)例如下：新的環層結構主要的導光區域_ 稱為圓環核心層MN_⑽E，其折射㈣n|。而作為產生全反 射作用的内外兩較低折射率的部分分別稱為外殼胍 (_CLAD_及軸殼9麵IAL __)，或稱外殼及内殼 (intercladding)，内殼折射率以ιη2表示，外殼折射率以。n2表示， 因折射率相同即此=处。但有時為考量導光之環核心摻離材料對 光波傳播特性之影響，或如比折射率差（△%)對微彎引起的損 失敏感度或其侧素如⑽水份之防歧人核㈣作成兩層以上之 殼層，如平殼層MATC_ CLADDING及凹殼層騰雌ED CLAD順
以調整比折射率差者，皆可以另符號表示。 圖9(a)為本發_軸光纖之單觀階神光纖，⑹為本 么月同軸光纖之多模態斜射率光纖，（c)為本發明同軸光纖之多模 態階射率光纖之結構及其各自光纖内光波傳導方式。 、 ⑵同軸半導體光源：因同軸光纖中心軸殼不再導光，而導 光的環核部分關繞雜讀，此正好可將光_錢變成中心 電極供電之部位，並構成關軸導體所形成的同軸半導體光源。 使正負内外_的兩電極形成對中間發光的環形半導體層同轴方 1361293 ’ '· (oh 2, Π .式供電，達成圓環形發光體對圓環形核心光纖完美發射光波的目 .的’避免產生習知的射入光功率損失。符合本發明同軸光纖最佳 的能量形狀匹配。同轴半導體結構的雷射光源結構如圖1〇所示， 圖10(a)為本發明同轴化之半導體環形層雷射結構剖面示意圖（以 下剖面圖為從中央剖開對半之示意圖，除圖16外），圖1()⑹為傳 統平層化佈製造的半導體雷射基本結構示意圖。而本發明所示 鲁各同I*半導體光源’可依構成各種發光功能的隨形半導體層之 文排去衣月匕達成發光作用以完美射入同軸光纖者，例如以同 轴DFB分佈回授型半導體雷射或同軸可調波長的半導體雷射等習 知發光原理去安排意欲達成的發光作用。 (3)同軸半導體檢光nngj軸光纖巾心軸殼不再導光，從 同軸光纖射出光波形狀亦為圓環狀；故傳統檢光^巾間受光部位 不再有使用必要且可能成為雜訊的來源。此軸心部位正好可以成 _為供電的電極部位，並構成以同轴導體所形成的同轴半導體檢光 器使正負内外同轴共構的兩電極形成對中間受光的環形半導體 層做同軸供電，達成對環形核心光纖完美接收光波的目的，可避 免產生傳統技術之射入光功率損失並提高靈敏度。此符合對本發 明同軸光纖最佳的能量形狀匹配。同軸化半導體結構的檢光 二極體及雪崩APD檢光二極體結構如圖u及圖12所示各圖之 (a)為本發明同轴化之半導體層檢光器結構圖，⑹為傳統平層分 佈半導體檢光器結構示意圖。而本發明所示各同軸半導體檢光器 1361293 .可依構成各種檢光功能的圓環形半導體層之安排，去製造能達成 對同軸光纖所射出光的檢光作用者。圖12⑷中此同轴猶包 括供正電之導體細心電極11〇1及供負電之同轴外環導體與 *其間多層環形心半導體層共同設置在—p+型Inp謂基板上製 成。1103為η+ ιηρ，12〇1為p_InP倍增層，丨丨“為^匕以^本 質膽INCT吸收層，1105為p+ _Inp層，·為反射層腫 為抗反射層。 玆詳加說明如下： -、 同概導光纖可解決上述缺點-之問題。光導同軸光纖 其導光折射率分佈鎌重新定位在半徑上後，紐能量主要集中 通過的折鱗分佈h，己_半徑巾段部位，·製造預型體 採用管内沈積製程的MCVD法及PCVD法的沈積步驟，是由最外殼 層的折射率依據去調配摻雜材料開始，往内層的一層又一層的折 ，射率增加之鑛依序_ ’雜⑽逐漸增厚。#完成折射率分 佈中心之最高折射率層沈積後，開始依序逐漸降低折射率層的沈 積。最後完成和外殼石英管純傭料相同折射率的數層純石夕沉積 步驟，此時絲的整支透明之預型管即可進行溶縮製程。如圖ι3 以多模態斜射率域預碰之沈積例所示，13⑷為預型管沈積 完成後未雜成實傾㈣之剖面折神分佈，沈積·由Μ往 An，圖13(b)為預型體經熔縮成實心預型體之剖面折射率分佈。因 本發明的光纖是枝_半徑縱向切面為導絲的設計所產製而 18 1361293 * . . 之· /7 .成i其軸心折轉和外殼折射率相同，掺雜較高折射麵沈積層 ·.，離刺各半役巾段部位的安排。成功避免高折射轉雜物在 高溫雜製程而揮發渗出。同樣地，⑽法是以由内轴心折射率和 外威折射率相__層開始由内層往外依序_ (順序和腳 及獅法相反，即由An往A1)。當完成最後沈積步驟並進行高溫 脫水及透明化的製程時，因本發明的軸心折射率和外殼折射率相 鲁同的安排’摻雜較高折射率的沈積層己遠離移到各半徑中間部 位。成功避免兩折射率摻雜物在高溫製程而揮發渗出。故本發明 以光纖的半徑㈣向面為導光面的設騎㈣而成的先纖，使用 Μ⑽、ΡΠΦ及⑽等方料會產生折神麵巾側陷的問題， 並使二種製造方法徉以發揮其各具有的製造優勢。 二、同似導光纖可解決上述缺點二之問題。光導同軸光纖 其導光折射率分佈依據重新定位在半織，由上項制沈積完成 籲的整支透明預型管可預先品管並可直接抽絲。當己沈積完成後， 因尚屬工〜的原預疋軸心區域層折射率和外殼折射率相同，在未 經熔縮成實心的預型體前，預型管内外層材料結構一致，可移至 普通環境做折神分佈量測以預先品f，域污染崎^甚至可 於品管量測後直接抽絲，以節省大量的溶縮製程費用。雖祕⑽及 PCVD法此時的預型管中空部分内徑尚大，最重要的導光核心部分 因有數百層無鍺擦雜的純石夕保護層’且己遠離後製作之污染，且 内外應力差也因材料的内外對稱分佈的一致性而平衡消除應力 1361293 ioian • 差夠大產生龜裂的問題。 ••三、_光導光纖可解決上述缺點三之_。職用光纖為 了降低傳輸損失紐的要求，使賴度極高的昂貴材料製成其 中也包括使用精密昂貴設備成本，所製造之產品可謂寸材萬金。 因此如何纽雜和有效使用賴崎導频贿高光通量來 料更多能量的目的，是件可貴的成本考量。單位面積有效的光 鲁通二可以衡量材料是否有效率的使用。將光纖單位面積有效的光 通！設為A，並以有效光通比稱之，則A用下式定義· A= Aw / Af XI 〇〇% ⑴ 式中Af為賴之橫截面面積。&為光纖⑽光之橫截 面面積。如圖14所示，若以一有相同外徑125_的單模態光纖 汁异’設傳統的圖14⑷單模態導光核心直徑為1〇_，有效光通 比為Ατ，而本發明玻璃同軸光纖其新的單模態光纖圖14⑹所 #不’如亦以相同戴止波長時之圓環形平層波導結構之·⑴厚度 2t計算，則t為：
Ac =4t X (m 2 -iU2 2) 05 (2) Κ2ττ/2.405)Χ a X (ni 2 〜ifl2 2)。.5 (3) f)式為平板型導波路的理論計算’式⑶為圓筒型導波路理論計 算，則求得平板層本同軸單模態光纖之波導層厚，其 t=〇. 653a =0. 653X 5= 3. 3 ’ 亦即平板層厚 2t= 6、6_ 厚度。 故其有效光通比為An來比較，由式（1)求得： 20 1361293 /〇/, i? . Ατ = 7Γ*52 / ΤΓ*62.52 XI 〇〇% =0.64% • Αν = 7Γ*(34. 552-27. 952) /7Γ*62· 52 Χ100% =ι〇. 56% ΑΝ/Ατ = 1〇. 56/0. 6扣16. 5倍’由以上兩者之比較，製 造同樣外徑的-條單模態光纖’可知：本發明的同轴單模態光纖 有效光通比為傳統單模態光纖的16· 5倍。有效光通比增加使有效 導光材料使服率提高16. 5倍，讓絲只為了讀先纖強度及容 鲁易接續的相同面積，也相對增加光通量。這不但增加有效光導材 料貝源使用率16.5倍，也提高單模態光纖提供接收端更多的能量 供應通道，使_接收錄度接收端往後延長通信距離的目的。 四、同軸光導光纖可解決上述缺點四之_。本發明光導同轴 光纖其將導光折射率分佈依據重新定位在半徑上，單模態導光區 域從傳統如之傾私，往外擴域在各半财段組成之環形 帶狀面積，可使導光面積增加16. 5倍，有效光通比增加Μ 5倍: #使傳統核傳小㈣四姻題得贿決。如以上例來計算° ^發明的單__光之·面面積^，舰的單模態光纖 傳統 Aw= 52;γ = 25tt #m2， 本發明的單模態光纖為： 心=(34.552 - 27.952 ) π =412.5 ;r//m2。 兩者之導光面積相差412.5/25=16 5#。、》 正比，使用本發明的同軸單模態光纖的導光面積增加Μ】:積： 1361293 ίσί.α, /7 .因此可提供16_ 5倍的單模態光纖内能量供應通道。在此單模態平 :層導光結構所傳遞16. 5倍光波能量供應下，如接收端檢光器靈敏 度不變情況下’可大大地降低光源雷射功率及成本，或以相同的 •光源雷射功率去增長通信距離。 设Ρ〇為輸入檢光二極體的光功率，Νρ為每單位時間射入檢光二 極體的光子數，^為光線頻率，Λ為蒲朗克常數。則： P〇 = Np * hv 釀設傳統單模‘祕送進檢光二極體的光功率為M1)，本發明單模 態傳送進檢光二極體的光功率為p。（2)，則 P〇 (1) = Np* hv P〇 (2) = 16. 5Np* hv 因本發明單模態光纖光通量為傳統的16 5倍，可傳送16 5倍的 光子量，因此在相同檢光二極體可以接收ρ〇(2)/Ρ()(1)=16 5倍 .的光功率。16. 5倍光功率的傳送，其可增加光強度1〇 χ 1〇gl6 5 -12dB。因此在使用相同靈敏度檢光器及相同雷射功率的光源的 情形下，改用本發明單模態光纖，即可以傳輸損失〇 4北心的 1300 nm零色政波長，增加12/0.4=30Km的距離，因本發明單模離 光纖讓傳送零色散波長所攜帶的165倍光子量，足夠消耗增至卯 公里遠的距離使相同靈敏度檢光器判別出最少光子接收量。故在 接收端檢光器靈敏度不變情況下，可大大地降低光源雷射功率及 成本，或者以相同的光源雷射功率大大地增長通信距離的目的。 22 1361293 /0/,2./7 五、同軸半導體光源射入同轴光纖解決上述缺點五之問題—本 發明折射率分佈在半徑上的_光纖之賴導光結構己變成所有 半么上可導光之線段所組成的圓環形面，亦即靠圓環核部位導 光。其轴心的内殼部位不再導光，正配合本同軸半導體光源輛心 電極。P位不發光之女排，而以發光的圓環形半導體層所發射的圓 壞形光進人同軸光纖的圓環核部位，完賴環形對圓環形自然匹 配的法則。解決形狀不匹配的功率耗損問題後，也同時解決_ 偏極化色散損失問題。因形成同軸供電的兩電極對兩電極間圓環 形半導體層所產生電子及制流動，取最近距離形成的方向，正 好為各半徑的極化方向’亦即在其形成最域向電場作用中載 子及受激之光子錄大徑向電場推動方向軸。#以本發明同轴 半導體層製造單頻或選縣振職生受激發光關調光波雷射 時’焚激光的極彳b及輻财向受本哪供電所產生半徑極化方向 最強電場㈣前用，軸依半徑極储射之射出波π半徑極 化波如同水平極化為零的唯—垂直極化波，因此可降低偏極化色 散的問題。如以本發賴軸半導體雷射產生的環形零色散】細珈 單頻同調半徑極化雷射光，射人本發明同軸單模態平層光纖的環 核内，半她化光如同進人各半徑縱向切㈣傳導之同抽半徑縱
向波導光纖般（THE RADIIS LONGITUDINAL WAVEGUIDED OPTICAL 順R) ’可實現更高頻寬和更長距離的光纖通信。本發明同轴半 導體結構的光源’正好完美匹配本發明的同軸光纖的環核導光結 23 .構如圖15之(A)(B)所示。 • ㈤辩導體檢光11解決上述缺點六之問題。因本發明 的同轴半導體檢光器是以形成同轴之兩電極供電 ’以本轴心電 ，中。的同〜半導體各環層厚度—致，電子或電洞皆沿其半經走 瑕知路技料環電極。以逆偏壓供電所軸環職乏層或雪崩二 極體的倍增層歧㈣之電場分佈方向，皆以依摊極向分怖。 •如叫切面來看，其環形空乏層正足以完美匹配義光纖輸出之 %形光波’達到最佳的功率輕合檢光目的。雖然傳統檢光器亦可 接，本發明光纖的光波導環帶狀所射出的光波能量分佈形狀，但 為符σ本發明光纖最佳的能量形狀匹配，使每—射出之光子有最 佳之接收效益’達到最佳輕合效率以充分發揮檢光效能，還是使 用本土月同軸半導體層結構的檢光器結構最符合自然法則。如圖 15之(B)(C)所示。 梓上月重新定位先軸導光之折射率分佈依據在 中ΐ導Γί 統光纖把折射率分佈在直徑上所產生包括 的ν本身及其光源和檢光器之間的缺點，並達到下列目 一、以前姻MGVD、PGVD及_等方法所產生卿率分佈中心凹 陷的問題從此消失’並讓CVD、㈣及⑽法可以做出折射率分 佈完美的各種高品質賴，使絲先_依就的路徑傳播。 一、内沈積法完成之翻管，不但可預先品管及直接抽絲，節省 大量炼縮製程成本外；又可使傳輸損失降低，減提高。因不必 熔維預型卩省大量能駐直接料，並可避免傳缝小時溶縮 24 1361293 i〇l，U7 過=水分子m，及在水平·_車床，預型體因 玻璃車床兩邊_的準直度因高溫離位和旋轉操作時 影響。因此類操作變形，常使得絲實心化的翻體内部結構真 圓度降低’核心偏心度提高，使傳齡性變差影響品質。本發 明的同軸光纖_管可經制品管後直接在m顿械上直接 抽絲；可減少管實錢錢龍之能祕ff、_製造時間
及降低水伟_程機械設投人成本。且又ϋ導光核心已不 受污染，可獲得高品質的產品。 X 三、 光波能量主要針通·完騎射率分佈k，移到半徑中 間部位’又讓單模態光纖内有效光通比提高16. 5倍，昂貴半導體 材料使用效率提高，也相對降低製造成本。 四、 光波能量主要射通·完美姆率分射（'，移到半徑中 間部位所增加的總光通量提高16. 5倍，此集合傳統單模態光纖及 多模態光缝重優點，則本發财但耐接續損失而以可捨棄製作 複雜、成本昂f的斜鮮多娜絲，就最簡單製作的光纖結構 及最完美自然功率匹配的光源和檢光器，且更可以選用矽質單模 態光纖天賜最自然的零色散波長·nm，將可以最優勢的條件組 合如增長通信距離或降低光源及操作成本，去創造光纖通信的各 種應用，尤其是光纖到家的寬頻應用，實現資訊暢流及知識共享 的世界大同理想。 五、同軸光纖、同轴光源及同軸檢光器三者一體共構，形成最符 25 1361293 ί〇ί.'2.,Π .自餘則並達到完美匹配的組合，並綱此—同減導系統。促 ·.進有效導光材料麟使料、珍貴雷概發絲量綱度及已傳 送至遠端稀有光子的充分檢光效益。 六、同軸世紀的延續—同轴電線電纜趙―世紀之久，二十多年 來傳統習知光纖光導系統雖己證實其抗電磁干擾、低損失及高 頻寬等夕種優點’㈣傳統電子通信時代最高躺同㈣纜線逐 籲漸取代甚至淘汰出局；但同軸完美的特性有本發明同轴光纖、同 軸光源與_檢絲三者共構—體如實施例2優勢的再現光輝， 將電磁波昇華為純淨光波，延續再為人類姻使大家共享先人 累積智慧發掘大自然奥秘的成果。 由於導光折射率分佈在光纖半徑上的改變，達到上列目 的’光纖通信以前存在的許多問題，及為了解決這些問題所採 取的先前技術，將因本發明的重新定位，使以上根本問題不再發 鲁生。已往複雜而且提高成本又浪費材料資源的作法，可以放棄使 用並可重㈣啟_有效的錢製造肋和猶方式。光纖到家 所使用的普及化光纖，可因新一代的簡單同轴單模態結構，以低 功率同軸雷射在零色散波長發揮高頻寬的經濟效應。人類追求高 頻寬資訊應用的未來生活，從此光纖新定位的出現，知識分享更 為方便容易’大同社會的理想目標透過大家努力可及早實現。 【實施方式】 ° 以下舉例說明本發明的實施例： 實施例1 26 1361293 光敏同減狀同軸檢拉减玉賴軸共構的 為實施例，如圖15所示來說明。本發明實例闡 似之元件即且咅^各參ί編號之元件’皆可視為相同或功能上類 膏;…Χ則化的圖財式糊說實例所表示之主要 此圖示並非意欲描繪出實際實施例之所有特點， Ϊ ίίΐίΐ 件之相對尺寸，故所示之圖並非按比例繪 成’其係按本發明之同軸光導基本精神所输成。 m/^圖為-囉半導體f射，麵示—同軸圓環形 心ί構的’iAL 圓_CTU_ER分佈 層^型姓構射結構之局部剖面圖’此結構為習知平 °具體而言’此分佈回授型異f接合半導體雷射結 ^電之導體軸心電極1GG1及供負電之同軸外環導體 =與t間多層環形同心半導體層共同設置在1型1nP基板 Li上成。本哪轉體雜制各層聊半導·可以同 貝接& (HOMOJUNCTION)或同位型（isotype)異質接合 (HETEROJ’Id)或非同位型⑽膽γρΕ)異f接合等各種半^ 體材料結構組合成自然發光或受激發光的發光作用，此等發光作 用一如習知技術可採布萊格光柵（BRAGG, s GRATING)的回授作 用，以作成分佈回授型單模雷射二極體（DISTRIBUTED FEEDMCK LASER DIODE)者。本發明同軸半導體光源主要精神係以同軸之結 構為主張，本實施例之同軸半導體雷射光源係以上逑中之一種同 軸異質接合分佈回授型雷射二極體代表說明。15〇4為圓環形活性 作用層。1505為圓環形半導體層、15〇3為布拉格回授光栅、15〇3 ，光柵由1501 n_型圓環形1nP半導體層及1502 η型InGaAsP圓 環=半導體層組成，布拉格光柵的回授波長;^可用λΒ=2ηΛ/ιη 求得’ η為所用半導體材料折射率，Λ為布拉格光柵的週期長，m 為1或2的數值稱為繞射序數(〇RDER 〇F DIFFRACTI〇N，通常為 1)。 27 1361293 Ι〇ηι7 128« 核心折射率ni=1 4fi9〇 ^ I MIL厚度為2a=7/zm，環
,^ ·4629，内殼折射率in2等於外㈣射 P K 46,操作波長λ。=1 J^折射率。山’即m2 在2a厚平板傳播模態數“：’ J +板里導波路理論，可得 N=4a/A〇X (η, ^ _^2) ./, =〇 gg ^ NS1時’ y成為同軸單模態先纖，其截 匕叫、”'!.、為. 射射入之單模板層波導結射崎_半導體雷 _，在同轴光纖中傳 =波土導山方$紅及以玻璃的零色散波長1.3 所示。 、 送至遇鈿之同軸檢光半導體端，如圖15(B) apd同軸構mm導體層同心共構的_虬 ========狀個》具體 i雷之同舳#道i 包括供正電之導體軸心電極1101及供 置在-P+型Ιηίπ〇6 H2 ’與其間多層環形同心半導體層共同設 l 製成。1103 為 η+ ΙηΡ，1201 為㈣ 1^0曰5曰為Ρ+ ί ί二，恤本質1NTRINCT圓環形半導體吸收層， 極體可分為二f %形半導體層。在平層板型構成的習知雪崩二 軸丰導體^1 ’然本_雪崩二極體，僅作為代表本發明同 ϋϊ裡精神之同軸共構的主張’以說明其他可據以 °圓裱形檢光半導的檢光功能及據以應用的各種樣 I Π列上，談’本同轴單模光纖之外徑128"m較傳統125 ν m大’=改以2的指數倍（即22、23、24、25、26、27 =128)，可增 如此任何數值除以2皆可為整數，此改變比傳統二 軸單模且又增大不多，半徑約大本例之同 早、〜'先纖八先通面積比傳統單模態光通面積大22倍，且又擁 28 1361293 Ιοί,^,17 ίΞ傳^ 5〇/"Μ直徑多模態光通面積約72%之高光通量易接續的 ，同軸之光通面積Α»=(35.52 - 28·52)；γ =448 π 而 傳統直徑單模光通面積=4. 52；γ =20. 257Γ 傳統50^Μ直徑多模光通面積=252 τγ =625ττ 光纖不但擁有多模態光纖容易操作及使用低功 優點，且保有自身單模態高頻寬之特性； 以捨棄傳統少於-哩(mileless)寬頻能力的多模態光纖了。 1 复雜/樣變化致阻礙全面光纖化的瓶頸予以克 服，以更低成本實現寬頻光纖通信的目的。 實施例2 =6為同轴光導系統之實施例2結構簡化剖面圖係由同軸 =導，=器同轴共構製造在同—基板上，以共用唯一同轴光 條光纖之應用例子。傳統光纖之收發11因光源發射 盗及光仏號接收之檢絲是分㈣造後再組配在ϋ光纖本 身具有雙向光波導能力’如以本發明之同軸半導體光送受器同 轴^構製造在同-基板上’即可節省許多硬體架構之成本:因為 ri同以十分容易上下重疊共構互為利用，產生各種應用 、，且&。由實施例2之右ϋ供電順縣決定先_戶之收發狀態， 1605表示雷射不動作時上層APD檢光器高壓供電，卩逆偏提^檢 光衝擊並發气倍增電流之檢光作用。當光纖用戶發射信號時，下 層DFB雷射高愿供電以產生單頻光波射出，同時因上層檢光器以 低屢供電’且因InP能量間隙比光子能量大，在低壓逆偏時對光 線是透明的’故可通過大技功率送至_賴輸人環核心；同 時只吸收-點光子所產生的電流可作為#射發射神之回授功率 監測功能[如此構成關減送受ϋ可節省大量建設網路成本， 節化光纖送受網路一半經費。 可應瞭解’上述每-元件之魏及其同滅絲導功能、 29 1361293 ί〇( .3, ι7 或兩個或多個元件之功能及其同軸使用光導功能，皆可單獨或共 同有效應用在不同於上述類型之其它類型之同軸共構光導系& 儘管本文係以同轴光導光纖及其同軸半導體光源和檢光 器組合之同軸光導系統圖解說明並闡述本發明；但此並非意欲僅 將本發明侷限於此等圖示細節，因為在以不脫離本發明精神之任 何方式之前提下’可對本發明實施各種修改及結構之改變。 無需再分析以上說明所全面披露本發明之要旨，其己可以 使人們能夠應用現有知識在合併根據先前技術觀點，以^理構 本發明之一般或具體樣態之基本特徵之前提下， 明修改用於各種應用，且，此将改應該且 附申請專利範圍之等效意義及範圍内。 。欲^在Ik 【圖式簡單說明】 圖1係習知光纖到面結構示意圖。 圖2係習知各種光纖構造及各波導示意圖。 圖3係彈性薄膜波導結構示意圖。
圖4(b)為斜射率分佈 圖4(a)係單模態光纖折射率分佈中心凹陷， 中心凹陷。 ，5”型雷射的橢_光輸出輻射跡示意圖。 圖7 照式面射型·L雷射光源剖面示意圖。 ⑽本料之幾何路徑圖， 簞禮能J轴光纖之夕模態斜射率光纖，⑹為本發明同知 同軸光纖 早模癌階射率光纖，⑹為本發明 30 1361293 · /oi •圖i〇(a)為本發明同軸化之半導體環形層雷射結構剖面示意圖。 圖10(b)為傳統平層化分佈製造的半導體雷射基本結構示意圖。 .圖U(a)係同軸化半導體結構的檢光pin二極體，為本發明同軸化 之半導體層PIN檢光器結構剖面示意圖。 圖U(b)為傳統平層分佈半導體PIN檢光器結構示意圖。 圖12(a)係同軸雪崩APD檢光二極體結構，為本發明同轴化之半導 體層檢光器結構剖面示意圖。 圖l2(b)為傳統平層分佈雪崩APD檢光二極體結構示意圖。 圖係多模態斜射率光纖預型體之沈積例，所示圖13(a)為預型 φ 官沈積完成後未熔縮成實心預型體之剖面折射率分佈，沈積順 序由A1往An ’圖13(b)為預型體經熔縮成實心預型體之剖面 折射率分佈示意圖。 圖14,以一有相同外徑的單模態光纖有效光通比計算之 比較示意圖，傳統的圖14(a)單模態導光核心直徑為9#m，及 圖14(b)本發明破璃同轴單模態光纖，在相同截止波長條件 之薄膜厚。 圖.15 ^軸光導系統實施例係由—同*光纖、同轴光源及同軸檢 光器二者同軸共構組成的光纖及收發端結構剖面示意圖。 圖16為同軸光導系統實施例2之剖面圖，係由同轴之半導體收發 最 1同軸共構製造在同一基板上，以共用唯-同軸光纖節省-條 光纖之應用例子。 (以上各圖同軸半導體上之軸心電極和其環形電極所位於基板間 之絕緣層並未標圖出來） 【主要元件符號說明】 101 核心 102 纖殼 301 薄膜 302 空氣 501 電極 502 基板 ΙοΟ Π 1361293 I 〆 • 503 作用層 504 發光區域 505 橢圓形光輻射波 506 Si02絕緣層 .601 下方布拉格反射鏡602 作用層 * 603 緩衝層 605 上方布拉格反射鏡 606 環形電極 701 空乏層 702 Si02絕緣層 703 環形電極 704 抗反射層 705 P-型半導體層 •706 電場分佈 707 光子射入 708 n-型基板 801 同軸單模態光纖 802 圓壞核心 803 多模態圓環形核心 901 圓環核心層 902 外殼 903 内殼 1001 轴心正電極 1002 外環負電極 1003 η-型基板 1004 η-型半導體層 1005 ρ-型作用層 .1006 Ρ-型半導體層 1007 反射層 1008 正電極 1009 負電極 1010 雷射波輸出 1101 轴心正電極 1102 外環負電極 1103 η+-半導體層 1104 I型固有半導體層 1105 ρ-型半導體層 1106 基板 1107 反射層 1108 抗反射層 1109 光子射入 32 1361293 1110 電場 130 石英管 132 無中心凹陷 1401 外徑125/zm 1403 内徑9/zm 1501 η-型InP環形層 1503 布拉格分佈回授層 1505 p-型InP層 1521 同軸單模光纖外殼 1523 同軸單模光纖内殼 1602 基板 1604 上層檢光器外環導體 1606 下層雷射發射160 1201 P·型倍増 131 折射率分佈 133 預型管中空 1402 外徑128/zm 1404 環核厚7/a m 1502 η型InGaAsP環形層 1504 P型作用層 1506 反射層 1522 單模光纖環核心 1601 絕緣層 1603下層同軸外環導體 1605上層檢光器接收 上層檢光當雷射回授控制
Claims (1)
1361293 I 零 十、申請專利範園： 1、 一種同轴光導光纖結構，包括内袖殼、環核心層與外殼二
部份’而主要導光的環核心層介於内軸殼與外殼中間且其折射 率高於無摻雜的純氧化矽、熔矽(FUSEDSILICA)或其他導光材料 所製成的内軸殼與外殼所形成的同軸光纖結構，其特徵在於， 光纖導光的折射率分佈依據係定在半徑上，光在兩相同折射率 的内軸殼及外殼所形成的同軸導光結構圓環形核心中，依折射 率分佈安排的波導方式傳送的同轴光導結構〇 2、 如申請專利範圍第1項所述的同軸光導光纖結構，依此折射 率分佈安排的波導形式結構光纖，係為單模態波導形式的同軸 光導光纖結構。 、 如申請專利範圍第1項所述的同軸光導光纖結構，依此折射 率分佈安排的波導形式結構光纖，係為多模態波導形式的同軸 光導光纖結構。 4、如申請專利範圍第1項所述的同軸光導光纖結構，其折射率 相同的内軸殼與外殼，係以無摻雜的導光材料為結構。 種同軸半導體光源結構，係在一基板或平板上製作由形 成同軸供電的兩内外導體，其間隔以多層同心圓環形半導體層 或導體層耻成的同鱗導體総結構，其特徵在於使其形成 正負同軸的兩電極對中間發光作用的圓環形半導體層同軸供電 後，達成圓環形發光半導體層對同軸光纖；或受光裴置發射光 波目的之結構。 、如申請專利範圍第5項所述的同軸半導體光源結構，於其形 成正負同轴的兩電極對中間產生的發光作用結構，為一種電子 與電洞結合產生的自然性發光作用（Sp0NTANE0US踫丨以⑴幻的 有機或無機同軸發光二極體結構。 如申請專利範圍第5項所述的同軸半導體光源結構，其形成 正負同軸的兩電極對中間產生的發光作用結構，為一種電子與 電洞結合產生的激發性發光作用（STIMUUTED EMI ss丨〇N)的同 軸半導體雷射二極體結構。 -種同轴半導體檢光H結構，齡—基板上製作由形成同 轴供電的兩内外導體’其間隔以多層同心圓環形半導體層或導 體層所組成的半導·光結構，其特徵在於使其軸正負同抽 的兩雜财間產生檢光作用_環形料體層同軸供電後， 達成圓環馳光半導體層接收來自具有隨_心、之同抽光纖 所傳送光波的檢光目的之結構。 如申請專概®帛8項所述的囉半導碰光賭構，其形 成正負同⑽兩電極對中間鶴圓環形半導體檢紐產生檢光 作用的結構’為好進人圓環騎林導㈣較收產生電 子與電洞的細電流檢絲用之同辩導酬檢光二極體。 如申料利細第8項所述的哪半導體檢光器結構其形 成正負同㈣兩f極對中間安排圓環形半導體檢光層產生檢光 作用的結構’从子進人_形檢光半導體層的吸收產生電 子與電洞的推動電流檢光作用的同軸半導體ΡΙΝ檢光二極體結 構。 、如申請專利範圍第8項所述的同軸半導體檢光器結構，其形 成正負同㈣兩電極對巾間安排圓環科導碰光層產生檢光 作用的結構，Α光子進入圓環形檢光半物層具高電場衝擊電 離（IMPACT IONIZATION)區，產生受衝擊高速度或高能量的電子 與電洞，再繼續電縣錄電子及翻的倍增電流的檢光作 用’所構成的同軸APD雪崩二極體檢光結構。 、一種同轴光導系統，包含： -種如申請專利範圍第5項所述的同轴半導體光源結構；及 -種如中請專利顧第丨項所述的_料光纖結構；及 -種如申請專利範圍第8項所述的同軸半導體檢光器結構，以 施行同軸光導系統的通信及感測目的者。 、-種咖半導體光送衫，係由如巾請專概圍第5項所述 的同軸半導體光源結構;及如中請專利範圍第8項所述的同抽半 導體檢光驗構，_共構峰心共用製造在相同基板上所組 成者。 、一種同轴光導系統，包含： 一種如申請專利範圍第13項所述的同軸半導體光送受器；及 -種如㈣專利範圍第丨項所述的_光導光纖結構又，以施行 同軸光導系統的通信及感測目的者。
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