TWI798333B - 使用Ag-Na 離子交換形成於高透射率玻璃中的低損耗波導器 - Google Patents

使用Ag-Na 離子交換形成於高透射率玻璃中的低損耗波導器 Download PDF

Info

Publication number
TWI798333B
TWI798333B TW108101757A TW108101757A TWI798333B TW I798333 B TWI798333 B TW I798333B TW 108101757 A TW108101757 A TW 108101757A TW 108101757 A TW108101757 A TW 108101757A TW I798333 B TWI798333 B TW I798333B
Authority
TW
Taiwan
Prior art keywords
molar percent
iox
percent
molar
mole percent
Prior art date
Application number
TW108101757A
Other languages
English (en)
Other versions
TW201934508A (zh
Inventor
拉斯馬汀歐佛瑞德 布魯斯柏格
丹崴多門明哥 佛特西尼
Original Assignee
美商康寧公司
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 美商康寧公司 filed Critical 美商康寧公司
Publication of TW201934508A publication Critical patent/TW201934508A/zh
Application granted granted Critical
Publication of TWI798333B publication Critical patent/TWI798333B/zh

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B6/00—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
    • G02B6/10—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings of the optical waveguide type
    • G02B6/12—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings of the optical waveguide type of the integrated circuit kind
    • G02B6/13—Integrated optical circuits characterised by the manufacturing method
    • G02B6/134—Integrated optical circuits characterised by the manufacturing method by substitution by dopant atoms
    • G02B6/1345—Integrated optical circuits characterised by the manufacturing method by substitution by dopant atoms using ion exchange
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
    • C03C—CHEMICAL COMPOSITION OF GLASSES, GLAZES OR VITREOUS ENAMELS; SURFACE TREATMENT OF GLASS; SURFACE TREATMENT OF FIBRES OR FILAMENTS MADE FROM GLASS, MINERALS OR SLAGS; JOINING GLASS TO GLASS OR OTHER MATERIALS
    • C03C4/00—Compositions for glass with special properties
    • C03C4/0092—Compositions for glass with special properties for glass with improved high visible transmittance, e.g. extra-clear glass
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
    • C03C—CHEMICAL COMPOSITION OF GLASSES, GLAZES OR VITREOUS ENAMELS; SURFACE TREATMENT OF GLASS; SURFACE TREATMENT OF FIBRES OR FILAMENTS MADE FROM GLASS, MINERALS OR SLAGS; JOINING GLASS TO GLASS OR OTHER MATERIALS
    • C03C21/00—Treatment of glass, not in the form of fibres or filaments, by diffusing ions or metals in the surface
    • C03C21/001—Treatment of glass, not in the form of fibres or filaments, by diffusing ions or metals in the surface in liquid phase, e.g. molten salts, solutions
    • C03C21/002—Treatment of glass, not in the form of fibres or filaments, by diffusing ions or metals in the surface in liquid phase, e.g. molten salts, solutions to perform ion-exchange between alkali ions
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
    • C03C—CHEMICAL COMPOSITION OF GLASSES, GLAZES OR VITREOUS ENAMELS; SURFACE TREATMENT OF GLASS; SURFACE TREATMENT OF FIBRES OR FILAMENTS MADE FROM GLASS, MINERALS OR SLAGS; JOINING GLASS TO GLASS OR OTHER MATERIALS
    • C03C21/00—Treatment of glass, not in the form of fibres or filaments, by diffusing ions or metals in the surface
    • C03C21/001—Treatment of glass, not in the form of fibres or filaments, by diffusing ions or metals in the surface in liquid phase, e.g. molten salts, solutions
    • C03C21/002—Treatment of glass, not in the form of fibres or filaments, by diffusing ions or metals in the surface in liquid phase, e.g. molten salts, solutions to perform ion-exchange between alkali ions
    • C03C21/003—Treatment of glass, not in the form of fibres or filaments, by diffusing ions or metals in the surface in liquid phase, e.g. molten salts, solutions to perform ion-exchange between alkali ions under application of an electrical potential difference
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
    • C03C—CHEMICAL COMPOSITION OF GLASSES, GLAZES OR VITREOUS ENAMELS; SURFACE TREATMENT OF GLASS; SURFACE TREATMENT OF FIBRES OR FILAMENTS MADE FROM GLASS, MINERALS OR SLAGS; JOINING GLASS TO GLASS OR OTHER MATERIALS
    • C03C21/00—Treatment of glass, not in the form of fibres or filaments, by diffusing ions or metals in the surface
    • C03C21/001—Treatment of glass, not in the form of fibres or filaments, by diffusing ions or metals in the surface in liquid phase, e.g. molten salts, solutions
    • C03C21/005—Treatment of glass, not in the form of fibres or filaments, by diffusing ions or metals in the surface in liquid phase, e.g. molten salts, solutions to introduce in the glass such metals or metallic ions as Ag, Cu
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
    • C03C—CHEMICAL COMPOSITION OF GLASSES, GLAZES OR VITREOUS ENAMELS; SURFACE TREATMENT OF GLASS; SURFACE TREATMENT OF FIBRES OR FILAMENTS MADE FROM GLASS, MINERALS OR SLAGS; JOINING GLASS TO GLASS OR OTHER MATERIALS
    • C03C3/00—Glass compositions
    • C03C3/04—Glass compositions containing silica
    • C03C3/076—Glass compositions containing silica with 40% to 90% silica, by weight
    • C03C3/083—Glass compositions containing silica with 40% to 90% silica, by weight containing aluminium oxide or an iron compound
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
    • C03C—CHEMICAL COMPOSITION OF GLASSES, GLAZES OR VITREOUS ENAMELS; SURFACE TREATMENT OF GLASS; SURFACE TREATMENT OF FIBRES OR FILAMENTS MADE FROM GLASS, MINERALS OR SLAGS; JOINING GLASS TO GLASS OR OTHER MATERIALS
    • C03C3/00—Glass compositions
    • C03C3/04—Glass compositions containing silica
    • C03C3/076—Glass compositions containing silica with 40% to 90% silica, by weight
    • C03C3/083—Glass compositions containing silica with 40% to 90% silica, by weight containing aluminium oxide or an iron compound
    • C03C3/085—Glass compositions containing silica with 40% to 90% silica, by weight containing aluminium oxide or an iron compound containing an oxide of a divalent metal
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
    • C03C—CHEMICAL COMPOSITION OF GLASSES, GLAZES OR VITREOUS ENAMELS; SURFACE TREATMENT OF GLASS; SURFACE TREATMENT OF FIBRES OR FILAMENTS MADE FROM GLASS, MINERALS OR SLAGS; JOINING GLASS TO GLASS OR OTHER MATERIALS
    • C03C3/00—Glass compositions
    • C03C3/04—Glass compositions containing silica
    • C03C3/076—Glass compositions containing silica with 40% to 90% silica, by weight
    • C03C3/083—Glass compositions containing silica with 40% to 90% silica, by weight containing aluminium oxide or an iron compound
    • C03C3/085—Glass compositions containing silica with 40% to 90% silica, by weight containing aluminium oxide or an iron compound containing an oxide of a divalent metal
    • C03C3/087—Glass compositions containing silica with 40% to 90% silica, by weight containing aluminium oxide or an iron compound containing an oxide of a divalent metal containing calcium oxide, e.g. common sheet or container glass
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
    • C03C—CHEMICAL COMPOSITION OF GLASSES, GLAZES OR VITREOUS ENAMELS; SURFACE TREATMENT OF GLASS; SURFACE TREATMENT OF FIBRES OR FILAMENTS MADE FROM GLASS, MINERALS OR SLAGS; JOINING GLASS TO GLASS OR OTHER MATERIALS
    • C03C3/00—Glass compositions
    • C03C3/04—Glass compositions containing silica
    • C03C3/076—Glass compositions containing silica with 40% to 90% silica, by weight
    • C03C3/089—Glass compositions containing silica with 40% to 90% silica, by weight containing boron
    • C03C3/091—Glass compositions containing silica with 40% to 90% silica, by weight containing boron containing aluminium
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
    • C03C—CHEMICAL COMPOSITION OF GLASSES, GLAZES OR VITREOUS ENAMELS; SURFACE TREATMENT OF GLASS; SURFACE TREATMENT OF FIBRES OR FILAMENTS MADE FROM GLASS, MINERALS OR SLAGS; JOINING GLASS TO GLASS OR OTHER MATERIALS
    • C03C3/00—Glass compositions
    • C03C3/04—Glass compositions containing silica
    • C03C3/076—Glass compositions containing silica with 40% to 90% silica, by weight
    • C03C3/089—Glass compositions containing silica with 40% to 90% silica, by weight containing boron
    • C03C3/091—Glass compositions containing silica with 40% to 90% silica, by weight containing boron containing aluminium
    • C03C3/093—Glass compositions containing silica with 40% to 90% silica, by weight containing boron containing aluminium containing zinc or zirconium
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
    • C03C—CHEMICAL COMPOSITION OF GLASSES, GLAZES OR VITREOUS ENAMELS; SURFACE TREATMENT OF GLASS; SURFACE TREATMENT OF FIBRES OR FILAMENTS MADE FROM GLASS, MINERALS OR SLAGS; JOINING GLASS TO GLASS OR OTHER MATERIALS
    • C03C4/00—Compositions for glass with special properties
    • C03C4/18—Compositions for glass with special properties for ion-sensitive glass
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B6/00—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
    • G02B6/10—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings of the optical waveguide type
    • G02B6/12—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings of the optical waveguide type of the integrated circuit kind
    • G02B6/122—Basic optical elements, e.g. light-guiding paths
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
    • C03C—CHEMICAL COMPOSITION OF GLASSES, GLAZES OR VITREOUS ENAMELS; SURFACE TREATMENT OF GLASS; SURFACE TREATMENT OF FIBRES OR FILAMENTS MADE FROM GLASS, MINERALS OR SLAGS; JOINING GLASS TO GLASS OR OTHER MATERIALS
    • C03C2204/00—Glasses, glazes or enamels with special properties
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B6/00—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
    • G02B6/10—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings of the optical waveguide type
    • G02B6/12—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings of the optical waveguide type of the integrated circuit kind
    • G02B2006/12083—Constructional arrangements
    • G02B2006/121—Channel; buried or the like

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Geochemistry & Mineralogy (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Glass Compositions (AREA)
  • Surface Treatment Of Glass (AREA)
  • Optical Integrated Circuits (AREA)

Abstract

本文中所揭露的低損耗離子交換（IOX）波導器包括：玻璃基板，具有頂面且包括鹼-鋁矽酸鹽玻璃，該鹼-鋁矽酸鹽玻璃具有在3與15莫耳百分比之間的Na2 O及20百萬分率（ppm）或更低的Fe濃度。該玻璃基板包括掩埋Ag-Na IOX區域，其中此區域及玻璃基板的周圍部分界定該IOX波導器。該IOX波導器具有光學損耗OL ≤ 0.05 dB/cm及雙折射率數值|B| ≤ 0.001。具有多個IOX波導器的該玻璃基板可以用作用於具有光學功能性的系統的光學背板且可以在資料中心及高效能資料傳輸應用中找到用途。

Description

使用Ag-Na離子交換形成於高透射率玻璃中的低損耗波導器
此申請案依據專利法主張於2018年1月18日所提出的第62/618866號的美國臨時專利申請案的優先權權益，該申請案的整體內容於本文中以引用方式依附及併入本文中。
本揭示內容與由離子交換（IOX）過程所形成的波導器相關，且詳細而言是與使用Ag-Na IOX過程形成於高透射率玻璃中的低損耗波導器相關。
光學波導器越來越多地被用於與支援光學收發模組的矽光子印刷電路板（PCB）形成光學鏈路。在一些情況下，光學波導器被整合在矽光子PCB中且被光學連接到光纖。在其他較長距離的應用（例如高達約2米）中，光學波導器被用來界定光學背板，該光學背板用來在電路板上的晶片之間、在電路板之間、或在電子設備機架內的光電（O-E）設備之間、或在電子設備機架之間提供高速的光學互連結構。
對於矽光子系統的效能不斷增加的要求已經轉而不斷增加了對於此類系統中所使用的光學波導器的效能的要求。這些要求中的一者是光學訊號的低損耗透射（例如0.05 dB/cm或更低），特別是用於例如與光學背板相關聯的相對長的光學透射的情況。其他的要求包括，IOX波導器是熱穩定的、具有為零的或非常低的雙折射率，且內部形成有波導器的基板是機械穩定的且具有要不是與矽光子系統中所使用的其他材料的熱膨脹係數（CTE）相同就是接近該熱膨脹係數的熱膨脹係數。
本揭示內容的一個實施例是一種在基板中形成IOX波導器的方法。該方法包括以下步驟：a)在該基板的頂面上形成掩膜，該掩膜對該頂面界定通往該頂面的至少一個開口，其中該基板包括鹼-鋁矽酸鹽玻璃，該鹼-鋁矽酸鹽玻璃包括Na且包括濃度等於或小於50百萬分率的Fe；b)在該至少一個開口內通過該基板的該頂面執行第一IOX過程以在該基板內界定初始IOX區域，該初始IOX區域在該基板的該頂面處具有最大折射率；及c)在該基板的該頂面處執行第二IOX過程以從該初始IOX區域形成在該基板的該頂面下方具有最大折射率的掩埋IOX區域，該掩埋IOX區域界定IOX波導器，該IOX波導器具有光學損耗OL ≤ 0.05 dB/cm及雙折射率數值|B| ≤ 0.001，其中該第二IOX過程是Na-Ag IOX過程。
本揭示內容的另一個實施例是低損耗IOX波導器，該低損耗IOX波導器包括：玻璃基板，具有頂面且包括鹼-鋁矽酸鹽玻璃，該鹼-鋁矽酸鹽玻璃包括在3與15莫耳百分比之間的Na2 O且具有20百萬分率或更低的Fe濃度；及掩埋Ag-Na IOX區域，形成於該玻璃基板中，該掩埋Ag-Na IOX區域在該玻璃基板的該頂面下方具有最大折射率，其中該掩埋Ag-Na IOX區域及該玻璃基板的周圍部分界定Ag-Na IOX波導器，該Ag-Na IOX波導器具有光學損耗OL ≤ 0.05 dB/cm及雙折射率數值|B| ≤ 0.001。
本揭示內容的另一個實施例是一種用於承載光學訊號的系統（例如光學或光電系統）的背板。該背板包括：玻璃基板，具有頂面，該玻璃基板包括鹼-鋁矽酸鹽玻璃，該鹼-鋁矽酸鹽玻璃包括在3與15莫耳百分比之間的Na2 O且具有20百萬分率或更低的Fe濃度；掩埋Ag-Na IOX區域，形成於該玻璃基板中，其中該掩埋Ag-Na IOX區域在該玻璃基板的該頂面下方具有最大折射率，該掩埋Ag-Na IOX區域及該玻璃基板的周圍部分界定Ag-Na IOX波導器，該Ag-Na IOX波導器在800 nm與1600 nm之間的波長範圍中支援至少一種傳播波導模式且在該波長範圍中具有光學損耗OL ≤ 0.01 dB/cm及雙折射率數值|B| ≤ 0.001；及光學耦接器，被配置為將光學訊號耦接進及耦接出該Ag-Na IOX波導器。
額外的特徵及優點被闡述在以下的「實施方式」中，且本領域中的技術人員將藉由本說明書以及附圖來理解該等特徵及優點的一部分，或藉由實行如本文的書面說明及請求項以及附圖中所描述的實施例來認識該等特徵及優點的一部分。要了解到，以上的概括說明及以下的「實施方式」兩者都僅是示例性的，且要用來提供概觀或架構以了解請求項的本質及特質。
現在詳細參照本揭示內容的各種實施例，該等實施例的示例被繪示在附圖中。儘可能在所有附圖使用了相同或類似的參考標號及符號來指稱相同的或類似的部件。繪圖不一定是按照比例的，且本領域中的技術人員將辨識繪圖的何處已被簡化以繪示本揭示內容的關鍵態樣。
如下文所闡述的請求項被合併到此「實施方式」中且構成此「實施方式」的一部分。
為了參考而在圖式中的一些中示出了笛卡爾坐標，且該等笛卡爾坐標不是要用作對方向或定向的限制。
如本文中所使用的縮寫「ppm」代表「百萬分率」。
縮寫「µm」代表微米，其為1x10-6 米，且也稱為微米。
符號「≈」指的是「大約等於」。
取決於語法，如本文中所使用的首字母縮略詞「IOX」可以指「離子交換」或「離子交換的」。
縮寫「O-E」代表「光電」，且用來描述具有光學及電氣功能性兩者的設備或系統。
用語「模式」是「引導模式」或「波導模式」的縮寫，這描述了在波導器中傳播的光的受允許的空間分佈。一種模式可以具有橫向電性（TE）偏振或橫向磁性（TM）偏振。單模式波導器僅支援一種TE模式及一種TM模式。
雙折射率B = nTE – nTM ，其中nTE 是針對TE偏振所測量到的折射率，而nTM 是針對TM偏振所測量到的折射率。用於測量IOX玻璃的雙折射率及相關性質（例如應力、層深等等）的系統及方法是本領域中習知的。示例系統是由Luceo有限公司（日本東京）所製造的FSM-60LE表面應力計。示例方法被揭露在第2014/0092377號標題為「Systems and methods for measuring birefringence in glass and glass ceramics」的美國專利申請公開文件中，該文件以引用方式併入本文中。
雙折射率B的數值是由|B| =|nTE – nTM |所給定的，且是取給定IOX區域內的最大值，除另有說明外。
縮寫「nm」代表「奈米」，其為1×10-9 米。
縮寫「AAS」代表「鹼-鋁矽酸鹽」且用來描述一種類型的玻璃。
「層深」被表示為DL，且是形成於基板中的IOX區域的一個深度，該深度是從基板的頂面到基板內的一個點所測量到的，在該點處，IOX區域的折射率到達基板的體折射率。
如本文中（例如在短語「A包括B」中）所使用的用語「包括」要包括特殊情況「A由B組成」。
針對玻璃基板或玻璃材料的用語「高透射」或「高透射率」指的是，玻璃基板或玻璃材料在800 nm與1600 nm之間的波長範圍中對於1 cm的厚度具有至少98.86%的內部透射率或對於1 cm的厚度具有至少99.95%的內部透射率。也可以將玻璃基板或玻璃材料稱為是「低損耗的」，意指在800 nm與1600 nm之間的波長範圍中0.05 dB/cm或更低、或0.002 dB/cm或更低的光學損耗。
玻璃基板
圖1是依據本揭示內容如本文中用來形成低損耗波導器的示例玻璃基板10的居高俯視圖。玻璃基板10被示為具有頂面12及底面14的片材的形式。在示例中，可以藉由拋光浮製玻璃過程、熔融拉製過程、槽拉過程、再拉製過程、或另一合適的成形過程來形成基板。玻璃基板10具有體折射率n0 。x方向上的示例長度LX在例如下文所論述的背板應用中可以是相對長的（例如0.1米（m）或更長）。z方向上的示例厚度TH可以是在從0.3毫米（mm）到5 mm的範圍中。
玻璃基板10具有允許使用IOX過程來形成低損耗波導器的某些性質，如下文所述。在一個示例中，玻璃基板10具有以下性質：1)玻璃基板10的玻璃材料是高透射率的；2)存在充足的量的合適的單價離子（例如鈉（Na+ ）），使得玻璃可以由IOX波導器製造操作處理；3)沒有污染物或替代性地有相對少量的污染物（例如Fe、Cr、及Ni），使得玻璃在Ag-Na IOX過程（於下文描述）期間或之後形成銀叢集的傾向降低；4)IOX擴散度D（m2 /s）對於高達100 ℃的溫度是足夠低的，使得IOX波導器在範圍廣泛的可能環境條件內保持它們的折射率分佈及損耗特性；5)在IOX過程實現之後相對低的殘餘應力，使得生成的最終IOX區域具有不存在或最低限度的雙折射率B，例如對標準非偏振光學玻璃纖維（例如CorningÒ SMF-28Ò）的最佳耦接效率的雙折射率數值|B|≤ 0.001；6)玻璃基板可以使用熔融拉製過程來形成以獲得優異的表面品質；及7)玻璃材料可以為了高產量及自動化處理使用卷到卷處理（roll-to-roll processing）形成成薄片（例如50微米）。
具有上述性質的示例玻璃類型是鹼-鋁矽酸鹽（AAS）玻璃，在該種玻璃的各種示例中，鐵（Fe）的濃度是20 ppm或更低、或15 ppm或更低、或10 ppm或更低、或5 ppm或更低，而其他不純物（例如Ni及Cr）的濃度是5 ppm或更低、或2 ppm或更低。在各種實施例中，AAS玻璃包括1 ppm或更少的Co、Ni、及Cr、或替代性地包括1 ppm或更少的Co、Ni、及Cr。可以將此類玻璃稱為低鐵AAS玻璃。
已經發現，在Fe + 30Cr + 35Ni ＜60 ppm時，可以獲得高透射率的AAS玻璃。在一些實施例中，Fe的濃度可以＜約50 ppm、＜約40 ppm、＜約30 ppm、＜約20 ppm、或＜約10 ppm。在其他的實施例中，Fe + 30Cr + 35Ni ＜約50 ppm、＜約40 ppm、＜約30 ppm、＜約20 ppm、或＜約10 ppm。在一個示例中，在Fe濃度＞約50 ppm時，Cr的濃度被降低到0.1重量百分比或更低。
適合用作玻璃基板10的示例AAS玻璃是由紐約州康寧市的康寧公司製作的Corning IrisTM 玻璃。存在著可以具有低鐵組成且特別適用於形成本文中所揭露的IOX波導器的兩種類型的Corning IrisTM 玻璃，且該等玻璃在下文中被稱為「AAS-1」及「AAS-2」。AAS-1及AAS-2玻璃的示例組成被闡述在下文，其中該等玻璃組成受限於上述對Fe、Ni、及Cr的濃度的限制。
AAS-1 玻璃的示例組成
在一個示例中，AAS-1玻璃包括：在約70莫耳百分比到約85莫耳百分比之間的SiO2 、在約0莫耳百分比到約5莫耳百分比之間的Al2 O3 、在約0莫耳百分比到約5莫耳百分比之間的B2 O3 、在約3莫耳百分比到約10莫耳百分比之間的Na2 O、在約0莫耳百分比到約12莫耳百分比之間的K2 O、在約0莫耳百分比到約4莫耳百分比之間的ZnO、在約3莫耳百分比到約12莫耳百分比之間的MgO、在約0莫耳百分比到約5莫耳百分比之間的CaO、在約0莫耳百分比到約3莫耳百分比之間的SrO、在約0莫耳百分比到約3莫耳百分比之間的BaO、及在約0.01莫耳百分比到約0.5莫耳百分比之間的SnO2 。
在一些示例中，AAS-1玻璃可以包括玻璃片，該玻璃片具有：前面，具有寬度及高度；後面，與該前面相反；及厚度，在該前面及該後面之間，而圍繞該前面及該後面形成四個邊緣，其中該玻璃片包括：在約72.82莫耳百分比到約82.03莫耳百分比之間的SiO2 、在約0莫耳百分比到約4.8莫耳百分比之間的Al2 O3 、在約0莫耳百分比到約2.77莫耳百分比之間的B2 O3 、在約3莫耳百分比到約9.28莫耳百分比之間的Na2 O、在約0.58莫耳百分比到約10.58莫耳百分比之間的K2 O、在約0莫耳百分比到約2.93莫耳百分比之間的ZnO、在約3.1莫耳百分比到約10.58莫耳百分比之間的MgO、在約0莫耳百分比到約4.82莫耳百分比之間的CaO、在約0莫耳百分比到約1.59莫耳百分比之間的SrO、在約0莫耳百分比到約3莫耳百分比之間的BaO、及在約0.08莫耳百分比到約0.15莫耳百分比之間的SnO2 。在另外的示例中，玻璃片實質不含Al2 O3 、B2 O3 、Na2 O、CaO、SrO、或BaO、及上述項目的組合。
AAS-2 玻璃的示例組成
AAS-2玻璃可以包括約65.79莫耳百分比到約78.17莫耳百分比之間的SiO2 、約2.94莫耳百分比到約12.12莫耳百分比之間的Al2 O3 、約0莫耳百分比到約11.16莫耳百分比之間的B2 O3 、約0莫耳百分比到約2.06莫耳百分比之間的Li2 O、約3.52莫耳百分比到約13.25莫耳百分比之間的Na2 O、約0莫耳百分比到約4.83莫耳百分比之間的K2 O、約0莫耳百分比到約3.01莫耳百分比之間的ZnO、約0莫耳百分比到約8.72莫耳百分比之間的MgO、約0莫耳百分比到約4.24莫耳百分比之間的CaO、約0莫耳百分比到約6.17莫耳百分比之間的SrO、約0莫耳百分比到約4.3莫耳百分比之間的BaO及約0.07莫耳百分比到約0.11莫耳百分比之間的SnO2 。
在一些示例中，AAS-2玻璃可以包括0.95與3.23之間的Rx O/Al2 O3 ，其中R是Li、Na、K、Rb、Cs中的任一者或更多者且x為2。在一些示例中，玻璃製品可以包括1.18與5.68之間的Rx O/Al2 O3 ，其中R是Li、Na、K、Rb、Cs中的任一者或更多者且x為2，或R是Zn、Mg、Ca、Sr或Ba中的任一者或更多者且x為1。在一些示例中，玻璃製品可以包括-4.25與4.0之間的Rx O – Al2 O3 – MgO，其中R是Li、Na、K、Rb、Cs中的任一者或更多者且x為2。在一些示例中，玻璃具有在約522 ℃與590 ℃之間的應變溫度。在一些示例中，玻璃具有在約566 ℃與641 ℃之間的退火溫度。在一些示例中，玻璃具有在約800 ℃與914 ℃之間的軟化溫度。在一些示例中，玻璃具有在約49.6 x 10-7/℃到約80 x 10-7/℃之間的CTE。在一些示例中，玻璃具有在20 C下約2.34 gm/cc與在20 C下約2.53 gm/cc之間的密度。
在另外的示例中，AAS-2玻璃包括：從約0.1莫耳百分比到約3.0莫耳百分比的ZnO、從約0.1莫耳百分比到約1.0莫耳百分比的TiO2 、從約0.1莫耳百分比到約1.0莫耳百分比的V2 O3 、從約0.1莫耳百分比到約1.0莫耳百分比的Nb2 O5 、從約0.1莫耳百分比到約1.0莫耳百分比的MnO、從約0.1莫耳百分比到約1.0莫耳百分比的ZrO2 、從約0.1莫耳百分比到約1.0莫耳百分比的As2 O3 、從約0.1莫耳百分比到約1.0莫耳百分比的SnO2 、從約0.1莫耳百分比到約1.0莫耳百分比的MoO3 、從約0.1莫耳百分比到約1.0莫耳百分比的Sb2 O3 、或從約0.1莫耳百分比到約1.0莫耳百分比的CeO2 。在額外的示例中，玻璃包括ZnO、TiO2 、V2 O3 、Nb2 O5 、MnO、ZrO2 、As2 O3 、SnO2 、MoO3 、Sb2 O3 、及CeO2 中的任一者中的在0.1莫耳百分比到不多於約3.0莫耳百分比之間的一者或組合。
在另外的示例中，AAS-2玻璃包括：約66莫耳百分比到約78莫耳百分比之間的SiO2 、約4莫耳百分比到約11莫耳百分比之間的Al2 O3 、約4莫耳百分比到約11莫耳百分比之間的B2 O3 、約0莫耳百分比到約2莫耳百分比之間的Li2 O、約4莫耳百分比到約12莫耳百分比之間的Na2 O、約0莫耳百分比到約2莫耳百分比之間的K2 O、約0莫耳百分比到約2莫耳百分比之間的ZnO、約0莫耳百分比到約5莫耳百分比之間的MgO、約0莫耳百分比到約2莫耳百分比之間的CaO、約0莫耳百分比到約5莫耳百分比之間的SrO、約0莫耳百分比到約2莫耳百分比之間的BaO及約0莫耳百分比到約2莫耳百分比之間的SnO2 。在一些示例中，玻璃製品的色偏＜ 0.008。
在一些示例中，AAS-2玻璃可以包括0.95與3.23之間的Rx O/Al2 O3 ，其中R是Li、Na、K、Rb、Cs中的任一者或更多者且x為2。在一些示例中，玻璃製品可以包括1.18與5.68之間的Rx O/Al2 O3 ，其中R是Li、Na、K、Rb、Cs中的任一者或更多者且x為2，或R是Zn、Mg、Ca、Sr或Ba中的任一者或更多者且x為1。在一些示例中，玻璃製品可以包括-4.25與4.0之間的Rx O – Al2 O3 – MgO，其中R是Li、Na、K、Rb、Cs中的任一者或更多者且x為2。在一些示例中，玻璃具有在約522 ℃與590 ℃之間的應變溫度。在一些示例中，玻璃具有在約566 °C與641 °C之間的退火溫度。在一些示例中，玻璃具有在約800 °C與914 °C之間的軟化溫度。在一些示例中，玻璃具有在約49.6 x 10-7/℃到約80 x 10-7/℃之間的CTE。在一些示例中，玻璃具有在20 C下約2.34 gm/cc與在20 C下約2.53 gm/cc之間的密度。
在另外的示例中，AAS-2玻璃包括：從約0.1莫耳百分比到約3.0莫耳百分比的ZnO、從約0.1莫耳百分比到約1.0莫耳百分比的TiO2 、從約0.1莫耳百分比到約1.0莫耳百分比的V2 O3 、從約0.1莫耳百分比到約1.0莫耳百分比的Nb2 O5 、從約0.1莫耳百分比到約1.0莫耳百分比的MnO、從約0.1莫耳百分比到約1.0莫耳百分比的ZrO2 、從約0.1莫耳百分比到約1.0莫耳百分比的As2 O3 、從約0.1莫耳百分比到約1.0莫耳百分比的SnO2 、從約0.1莫耳百分比到約1.0莫耳百分比的MoO3 、從約0.1莫耳百分比到約1.0莫耳百分比的Sb2 O3 、或從約0.1莫耳百分比到約1.0莫耳百分比的CeO2 。在額外的示例中，玻璃包括ZnO、TiO2 、V2 O3 、Nb2 O5 、MnO、ZrO2 、As2 O3 、SnO2 、MoO3 、Sb2 O3 、及CeO2 中的任一者中的在0.1莫耳百分比到不多於約3.0莫耳百分比之間的一者或組合。
在額外的示例中，AAS-2玻璃包括：約72莫耳百分比到約80莫耳百分比之間的SiO2 、約3莫耳百分比到約7莫耳百分比之間的Al2 O3 、約0莫耳百分比到約2莫耳百分比之間的B2 O3 、約0莫耳百分比到約2莫耳百分比之間的Li2 O、約6莫耳百分比到約15莫耳百分比之間的Na2 O、約0莫耳百分比到約2莫耳百分比之間的K2 O、約0莫耳百分比到約2莫耳百分比之間的ZnO、約2莫耳百分比到約10莫耳百分比之間的MgO、約0莫耳百分比到約2莫耳百分比之間的CaO、約0莫耳百分比到約2莫耳百分比之間的SrO、約0莫耳百分比到約2莫耳百分比之間的BaO及約0莫耳百分比到約2莫耳百分比之間的SnO2 。
在一些示例中，玻璃製品可以包括0.95與3.23之間的Rx O/Al2 O3 ，其中R是Li、Na、K、Rb、Cs中的任一者或更多者且x為2。在一些示例中，玻璃製品可以包括1.18與5.68之間的Rx O/Al2 O3 ，其中R是Li、Na、K、Rb、Cs中的任一者或更多者且x為2，或R是Zn、Mg、Ca、Sr或Ba中的任一者或更多者且x為1。在一些示例中，玻璃製品可以包括-4.25與4.0之間的Rx O – Al2 O3 – MgO，其中R是Li、Na、K、Rb、Cs中的任一者或更多者且x為2。在一些示例中，玻璃具有在約522 ℃與590 ℃之間的應變溫度。在一些示例中，玻璃具有在約566 °C與641 °C之間的退火溫度。在一些示例中，玻璃具有在約800 °C與914 °C之間的軟化溫度。在一些示例中，玻璃具有在約49.6 x 10-7/℃到約80 x 10-7/℃之間的CTE。在一些示例中，玻璃具有在20 C下約2.34 gm/cc與在20 C下約2.53 gm/cc之間的密度。在另外的示例中，AAS-2玻璃包括：從約0.1莫耳百分比到約3.0莫耳百分比的ZnO、從約0.1莫耳百分比到約1.0莫耳百分比的TiO2 、從約0.1莫耳百分比到約1.0莫耳百分比的V2 O3 、從約0.1莫耳百分比到約1.0莫耳百分比的Nb2 O5 、從約0.1莫耳百分比到約1.0莫耳百分比的MnO、從約0.1莫耳百分比到約1.0莫耳百分比的ZrO2 、從約0.1莫耳百分比到約1.0莫耳百分比的As2 O3 、從約0.1莫耳百分比到約1.0莫耳百分比的SnO2 、從約0.1莫耳百分比到約1.0莫耳百分比的MoO3 、從約0.1莫耳百分比到約1.0莫耳百分比的Sb2 O3 、或從約0.1莫耳百分比到約1.0莫耳百分比的CeO2 。在額外的示例中，玻璃包括ZnO、TiO2 、V2 O3 、Nb2 O5 、MnO、ZrO2 、As2 O3 、SnO2 、MoO3 、Sb2 O3 、及CeO2 中的任一者中的在0.1莫耳百分比到不多於約3.0莫耳百分比之間的一者或組合。
在又另外的示例中，AAS-2玻璃包括：約60莫耳百分比到約80莫耳百分比之間的SiO2 、約0莫耳百分比到約15莫耳百分比之間的Al2 O3 、約0莫耳百分比到約15莫耳百分比的B2 O3 及約2莫耳百分比到約50莫耳百分比的Rx O，其中R是Li、Na、K、Rb、Cs中的任一者或更多者且x為2，或R是Zn、Mg、Ca、Sr或Ba中的任一者或更多者且x為1，且其中該玻璃的色偏＜ 0.008。在一些示例中，玻璃的色偏＜ 0.005。在另外的示例中，玻璃包括：從約0.1莫耳百分比到約3.0莫耳百分比的ZnO、從約0.1莫耳百分比到約1.0莫耳百分比的TiO2 、從約0.1莫耳百分比到約1.0莫耳百分比的V2 O3 、從約0.1莫耳百分比到約1.0莫耳百分比的Nb2 O5 、從約0.1莫耳百分比到約1.0莫耳百分比的MnO、從約0.1莫耳百分比到約1.0莫耳百分比的ZrO2 、從約0.1莫耳百分比到約1.0莫耳百分比的As2 O3 、從約0.1莫耳百分比到約1.0莫耳百分比的SnO2 、從約0.1莫耳百分比到約1.0莫耳百分比的MoO3 、從約0.1莫耳百分比到約1.0莫耳百分比的Sb2 O3 、或從約0.1莫耳百分比到約1.0莫耳百分比的CeO2 。在額外的示例中，AAS-2玻璃包括ZnO、TiO2 、V2 O3 、Nb2 O5 、MnO、ZrO2 、As2 O3 、SnO2 、MoO3 、Sb2 O3 、及CeO2 中的任一者中的在0.1莫耳百分比到不多於約3.0莫耳百分比之間的一者或組合。
在其他示例中，AAS-2玻璃包括：約65.79莫耳百分比到約78.17莫耳百分比之間的SiO2 、約2.94莫耳百分比到約12.12莫耳百分比之間的Al2 O3 、約0莫耳百分比到約11.16莫耳百分比的B2 O3 、及約3.52莫耳百分比到約42.39莫耳百分比的Rx O，其中R是Li、Na、K、Rb、Cs中的任一者或更多者且x為2，或R是Zn、Mg、Ca、Sr或Ba中的任一者或更多者且x為1，且其中該玻璃的色偏＜ 0.008。在一些示例中，玻璃的色偏＜ 0.005。在另外的示例中，玻璃包括：從約0.1莫耳百分比到約3.0莫耳百分比的ZnO、從約0.1莫耳百分比到約1.0莫耳百分比的TiO2 、從約0.1莫耳百分比到約1.0莫耳百分比的V2 O3 、從約0.1莫耳百分比到約1.0莫耳百分比的Nb2 O5 、從約0.1莫耳百分比到約1.0莫耳百分比的MnO、從約0.1莫耳百分比到約1.0莫耳百分比的ZrO2 、從約0.1莫耳百分比到約1.0莫耳百分比的As2 O3 、從約0.1莫耳百分比到約1.0莫耳百分比的SnO2 、從約0.1莫耳百分比到約1.0莫耳百分比的MoO3 、從約0.1莫耳百分比到約1.0莫耳百分比的Sb2 O3 、或從約0.1莫耳百分比到約1.0莫耳百分比的CeO2 。在額外的示例中，玻璃包括ZnO、TiO2 、V2 O3 、Nb2 O5 、MnO、ZrO2 、As2 O3 、SnO2 、MoO3 、Sb2 O3 、及CeO2 中的任一者中的在0.1莫耳百分比到不多於約3.0莫耳百分比之間的一者或組合。
在額外的示例中，AAS-2玻璃包括：在約60莫耳百分比到約81莫耳百分比之間的SiO2 、在約0莫耳百分比到約2莫耳百分比之間的Al2 O3 、在約0莫耳百分比到約15莫耳百分比之間的MgO、在約0莫耳百分比到約2莫耳百分比之間的Li2 O、在約9莫耳百分比到約15莫耳百分比之間的Na2 O、在約0莫耳百分比到約1.5莫耳百分比之間的K2 O、在約7莫耳百分比到約14莫耳百分比之間的CaO、及在約0莫耳百分比到約2莫耳百分比之間的SrO，其中玻璃的色偏＜ 0.008。在一些示例中，玻璃的色偏＜ 0.005。在另外的示例中，玻璃包括：從約0.1莫耳百分比到約3.0莫耳百分比的ZnO、從約0.1莫耳百分比到約1.0莫耳百分比的TiO2 、從約0.1莫耳百分比到約1.0莫耳百分比的V2 O3 、從約0.1莫耳百分比到約1.0莫耳百分比的Nb2 O5 、從約0.1莫耳百分比到約1.0莫耳百分比的MnO、從約0.1莫耳百分比到約1.0莫耳百分比的ZrO2 、從約0.1莫耳百分比到約1.0莫耳百分比的As2 O3 、從約0.1莫耳百分比到約1.0莫耳百分比的SnO2 、從約0.1莫耳百分比到約1.0莫耳百分比的MoO3 、從約0.1莫耳百分比到約1.0莫耳百分比的Sb2 O3 、或從約0.1莫耳百分比到約1.0莫耳百分比的CeO2 。在額外的示例中，玻璃包括ZnO、TiO2 、V2 O3 、Nb2 O5 、MnO、ZrO2 、As2 O3 、SnO2 、MoO3 、Sb2 O3 、及CeO2 中的任一者中的在0.1莫耳百分比到不多於約3.0莫耳百分比之間的一者或組合。
用於形成 IOX 波導器的 Ag-Na IOX 過程
在各種示例低鐵AAS玻璃基板10上實現的實驗指示，在銀（Ag+ ）離子與鈉（Na+ ）離子交換時，最佳性能的IOX波導器生成。這些波導器在下文稱為Ag-Na IOX波導器。因為Ag+ 離子的半徑相對地小，由產生雙折射的IOX過程所造成的壓縮應力小於IOX過程中所使用的其他離子（例如K+ 離子）的壓縮應力。
形成於示例AAS-1及AAS-2玻璃中的Ag-Na IOX波導器的測量值指示，與對於在相同的玻璃中使用K-Na IOX過程來形成的波導器而言大於0.002相比，Ag-Na IOX波導器的波導器表面處的雙折射率數值|B|為|B|＜ 0.001。在形成光學互連結構以降低取決於偏振的耦接損耗時，雙折射率數值|B|這樣小的量對於IOX波導器來說是重要的。
同樣地，AAS-1及AAS-2玻璃中的壓縮應力的測量值指示，Ag-Na IOX過程與相同玻璃中的K-Na IOX過程相比產生了低5倍的壓縮應力。也可以使用Ag-Na IOX過程來在AAS-1及AAS-2玻璃中獲得對於多模式傳輸來說高達80 µm及對於單模式傳輸來說高達15 µm的合適層深DL。
Ag-Na IOX 波導器製造
圖2A到2E是圖1的示例玻璃基板10的橫截面圖，該等橫截面圖示出形成如本文中所揭露的低損耗Ag-Na IOX波導器的示例方法。在示例中，玻璃基板10包括AAS-1或AAS-2玻璃。
圖2A示出具有頂面12上的掩膜20的玻璃基板10。掩模20包括通向頂面12的孔22。可以由實質上不擴散到玻璃基板10中的材料形成掩模20。示例材料包括鋁、鈦、及二氧化矽。在一個示例中，孔22可以在y方向上延伸以界定狹長的開口，例如狹槽開口。在一些實施例中，孔22的寬度WY在1 μm與10 μm之間以供形成單模式Ag-Na IOX波導器，且該孔的寬度WY在10 μm和50 μm之間以供形成多模式Ag-Na IOX波導器。
在一個示例中，玻璃基板10可以包括對準特徵（未示出）（例如標記或基準點），可以在掩膜成形過程期間添加該等對準特徵且該等對準特徵在IOX過程及掩膜移除完成之後保持在原位。此類對準特徵可以具有非常高的位置準確度且可以被形成為具有優異的可見度以供視覺對準（包括機器視覺對準）額外的元件。
圖2B與圖2A類似，且示出銀鹽浴30，該銀鹽浴在玻璃基板的頂部上且覆蓋掩膜20及孔22處暴露的上表面12，作為第一或「步驟1」擴散操作的一部分。在一些實施例中，銀鹽浴30包括AgNO3 。Ag-Na IOX過程的示例IOX參數可以包括在從250 ℃到400 ℃的範圍中的擴散溫度TD 、在從1重量百分比到25重量百分比的範圍中的銀濃度CAg 、及在從10分鐘（min）到200小時（h）的範圍中的擴散時間tD 。在一些實施例中，可以使用可選的電場E來使得IOX過程是場輔助的，如本領域中習知的。
步驟1擴散操作涉及Ag-Na IOX過程，其中銀鹽浴30中且因此在玻璃外部的Ag+ 離子與在玻璃內部且是構成玻璃基板10的玻璃基質的一部分的Na+ 離子交換，如圖2B的特寫插圖I1中所繪示，該特寫插圖示出玻璃基板的頂面12處的IOX介面40。
圖2C示出生成的Ag-Na IOX玻璃基板10，其中掩膜20已經被移除，且其中步驟1擴散操作的Ag-Na IOX過程已經產生了與掩膜20的孔22的先前位置對準的初始Ag-Na IOX區域50i。初始Ag-Na IOX區域50i具有初始折射率分佈n(z)，該折射率分佈在基板的頂面12處具有最大值n1 （即ns = n1 ），且隨著進入玻璃基板10的距離（深度）z單調地降低，直到達到體折射率n0 為止。折射率的（最大）改變∆n = n1 – n0 。
圖2D示出IOX過程中的下個步驟（即步驟2擴散操作），該步驟包括以下步驟：向玻璃基板10的頂面12且詳細而言是向初始Ag-Na IOX區域50i提供鈉鹽浴60（例如NaNO3 ）以執行Na-Ag IOX過程。此步驟的示例Na-Ag IOX參數包括在從250 ℃到400 ℃的範圍中的擴散溫度TD 、在5 min到46 h的範圍中的擴散時間tD 。在一個示例中，此IOX過程可以是場輔助的。
採用圖2D的Na-Ag IOX過程的步驟2擴散操作使得Ag+ 離子與玻璃基板10靠近且靠近頂面12以與鈉鹽浴60中的Na離子進行交換。此過程的結果示於圖2E中，其中初始Ag-Na IOX區域50i已經被Na-Ag IOX過程轉換成最終Ag-Na IOX區域50，該最終Ag-Na IOX區域被「掩埋」，即其折射率分佈的最大值n1 位在頂面12下方。
在一個示例中，最終Ag-Na IOX區域50在y方向上延伸且界定Ag-Na IOX波導器100的核心，該核心也被玻璃基板10緊緊圍繞最終Ag-Na IOX區域50的一部分所界定。因此，Ag-Na IOX波導器100具有漸變的折射率分佈n(y,z)，其中最大折射率n1 是在頂面12下方且最小折射率n0 是在層深DL處，而頂面12的折射率ns ＜ n1 且在示例中與最大折射率n1 相比較靠近體折射率n0 。最終的Ag-Na IOX區域具有Y方向上的寬度WGY。
圖2F與圖2E類似，且繪示包括形成於玻璃基板10中的多個Ag-Na IOX波導器100的示例玻璃基板10。圖2G是玻璃基板10的居高俯視圖，該玻璃基板包括如圖2F中所示的多個IOX波導器100且可以用來形成光學背板或光電背板，例如下文中更詳細論述的。
圖3A是與圖2E類似的橫截面圖，且基於Ag-Na IOX過程的電腦模擬示出形成於AAS-2玻璃中的多模式IOX波導器100的最終IOX區域50的折射率分佈n(y,z)的示例折射率等值線。模擬參數包括具有30微米的寬度的掩模孔22、在具有Ag濃度CAg = 20重量百分比的AgNO3 鹽浴中12 h的步驟1擴散操作時間tD 、及在無銀鈉鹽浴（NaNO3 ）中85 min的步驟2擴散操作時間tD 。
圖3B與圖3A類似，且是針對單模式IOX波導器100的示例最終IOX區域50所繪。單模式IOX波導器100的模擬參數包括具有3微米的寬度的掩模孔22、在具有Ag濃度Cag = 1重量百分比的AgNO3 鹽浴中70 min的步驟1擴散操作時間tD 、及在無銀鹽浴（NaNO3 ）中17 min的步驟2擴散操作時間tD 。
圖3A的最終IOX區域50的折射率的改變∆n = n1 – n0 對於層深DL ≈ 70微米來說約為∆n = 1.50 – 1.48 = 0.02。圖3B的最終IOX區域50的折射率的改變∆n = n1 – n0 對於層深DL ≈ 12微米來說約為∆n = 1.486 – 1.481 = 0.005。可以藉由使用較小的折射率間隔及使用更多等值線來從圖3A及3B的等值線圖更容易地獲得層深DL的值。在一個示例中，界定多模式IOX波導器100的最終IOX區域50的層深DL可以高達80微米，而在其他示例中，界定單模式IOX波導器的最終IOX區域50的層深DL可以高達15微米。
圖4A是針對使用上述Ag-Na IOX過程的第一部分形成於AAS-2玻璃中的初始Ag-Na IOX區域50i在589 nm的波長λ下所測量到的折射率n(z)與深度座標z（µm）的關係的內插測量值的圖表，該Ag-Na IOX過程的第一部分採用以下過程參數：無掩模層，擴散時間tD 為4h，且AgNO3 鹽浴的銀濃度CAg 為20重量百分比。
折射率測量是針對TE及TM模式兩者作出的（即測量nTE 及nTM ），但在圖4A的圖表中不容易辨別兩種偏振之間的差異，因為兩種折射率測量值實質上重疊，意味著在Ag-Na IOX波導器100存在著非常低的雙折射率B。在本文中形成的Ag-Na IOX波導器100的一個示例中，在IOX波導器100內（即在折射率分佈圖內的任何點處）的雙折射率數值|B| ≤ 0.001。
在圖4A的示例中，最大折射率n1 為約1.555，而體折射率n0 為約1.495，使得折射率差∆n = n1 – n0 ≈ 0.06，其中n1 = ns 。由於Ag+ 離子必須移動通過有限的掩模孔22，使用掩膜20來製作的對應Ag-Na IOX波導器100的可實現的折射率改變∆n降低了。兩步驟IOX過程的步驟2擴散操作的目標是將最大折射率n1 移動遠離玻璃基板10的表面12，以實現實質橢圓形的波導分佈，例如圖3A及3B的模擬n(y,z)折射率分佈圖中所示的。
在一個示例中，使用無銀鹽浴來將批料中的Na+ 離子與在頂面12附近的玻璃基板10中的Ag+ 離子進行交換的步驟2擴散操作將表面折射率從ns = n1 降低到ns ≈ n0 。在各種實施例中，表面折射率差∆ns = ns – n0 ≤ 0.002 或 ≤ 0.001 或 ≤ 0.0005。
圖4B是針對圖4A的相同初始Ag-Na IOX區域50i測量到的壓縮應力CS（MPa）與深度座標z（µm）的關係的圖表。在玻璃基板10的頂面12處約170 MPa的CS的最大值是相對低的，且並不在IOX波導器100內造成任何實質的雙折射率B，這如上所述被反映在圖4A的圖表中。
圖5是針對具有不同的鐵（Fe）含量（濃度）的兩種示例玻璃的為波長λ（nm）的函數的體光學損耗OL（dB/cm）的圖表。第一玻璃（頂部曲線）具有110 ppm的Fe濃度，而第二玻璃是具有13 ppm的Fe濃度的AAS-2玻璃（底部曲線）。AAS-2玻璃的體光學損耗OL ＜ 0.05 dB/cm指示，如上所述的低鐵AAS玻璃適於形成低損耗的Ag-Na IOX波導器100。
圖6是基於使用上述的Ag-Na IOX過程形成於AAS-2玻璃基板中的IOX波導器的擴散度D (m2 /s)與溫度T（℃）的關係的實驗測量值的圖表。該圖表在100 ℃的目標溫度下示出D = 0。對於在250 ℃與400 ℃之間的過程溫度T來說，AAS-2玻璃的擴散度D是在D = 0.5 x 10-13 m²/s與D= 2 x 10-13 m²/s之間。具有相對低的擴散度D的玻璃組成對於具有高達100 ℃的操作溫度的應用來說是優選的，以避免IOX波導器在其操作壽命期間的持續擴散。圖6的圖表示出，AAS-2玻璃在100 ℃下具有擴散度D = 0，這表示Ag-Na IOX波導器100在被部署在光學或光電系統中時可能暴露到的環境條件的合理上限。
具有 IOX 波導器的示例背板
圖7A是示例背板200的居高俯視圖。如上所述，背板200包括使用本文中所揭露的IOX過程及將AAS玻璃材料用於玻璃基板來形成於玻璃基板10中的Ag-Na IOX波導器100。圖7A也示出（用部分分解圖示出）用來從Ag-Na IOX波導器100抽取光以在相對於Ag-Na IOX波導器可操作地設置時形成光學互連結構的示例光學耦接器210。在一個示例中，光學耦耦器210使用漸逝光學耦接作用來操作，且被配置為接收具有光學功能性的設備的光學連接器，如下文所述。
背板200也可以包括用來形成電氣互連結構的導電體220。因此，示例背板200可以包括由Ag-Na IOX波導器100的陣列所界定以用於光學訊號OS的高速資料傳輸的光學資料匯流排及由導電體220所界定以用於較慢速的電氣訊號ES（其可以包括資料及電力兩者）的電氣匯流排。可以將此類背板200稱為O-E背板。可以將包括光學功能性的背板200稱為光學背板。
採用背板的示例系統
圖7B是包括圖7A的背板200及光學耦接器210的示例系統240的居高俯視圖。示例系統240可以具有光學功能性、或光學及電氣功能性。示例系統240包括經由各別的光學耦接器210光學耦接到Ag-Na IOX波導器的設備250。藉由示例的方式，設備250是用線路卡的形式示出。設備250可以具有光學功能性、或光學及電氣功能性，且藉由說明的方式在下文被描述為具有光學及電氣功能性兩者（即被描述為O-E設備）。
藉由示例的方式，每個設備250包括將設備光學連接到光學耦接器210的光學連接器254。在一個示例中，光學連接器254及光學耦接器210被配置為形成可插拔的連接結構以促進將設備250安裝到背板200中。
每個設備250可以包括具有光學引擎262（例如光學收發器）的模組260。每個設備250也可以包括將光學連接器254光學耦接到模組260的光學引擎262的光學波導器（例如光纖）陣列270。
每個設備250也可以包括電連接器274、積體電路（IC）晶片280、及將電連接器274電連接到IC晶片280的電線陣列290。
因此，在一個示例中，設備250經由由IOX波導器100所界定的光學匯流排進行光學通訊，且經由由導電體220所界定的電匯流排進行電通訊。光學匯流排承載光學訊號OS（例如光學資料訊號），而電匯流排承載電訊號ES（其如上所述可以是電氣資料訊號以及電力（例如DC電力））。
可以將背板200用於資料中心或光學鏈路可以是相對長（例如高達2米（m））的高效能應用。光學損耗OL = 0.01 dB/cm的長2 m的示例Ag-Na IOX波導器100的整體光學損耗為2 dB，這被認為是實際光學背板應用的光學損耗的最大可允許量。從而，本文中所揭露的示例Ag-Na IOX波導器100可以具有光學損耗OL ≤ 0.01 dB/cm。在光學鏈路的距離不那麼長（例如≤ 0.4 m）的其他示例中，光學損耗OL ≤ 0.05 dB/cm可以是可接受的。
本領域中的技術人員將理解到，可以在不脫離如隨附請求項中所界定的本揭示內容的精神或範圍的情況下對如本文中所述的揭示內容的優選實施例作出各種更改。因此，若更改及變化落在隨附請求項及其等效物的範圍之內，則本揭示內容涵蓋該等更改及變化。
10‧‧‧玻璃基板 12‧‧‧頂面 14‧‧‧底面 20‧‧‧掩膜 22‧‧‧孔 30‧‧‧銀鹽浴 40‧‧‧IOX介面 50‧‧‧最終Ag-Na IOX區域 50i‧‧‧初始Ag-Na IOX區域 60‧‧‧鈉鹽浴 100‧‧‧Ag-Na IOX波導器 200‧‧‧背板 210‧‧‧光學耦接器 220‧‧‧導電體 240‧‧‧系統 250‧‧‧設備 254‧‧‧光學連接器 260‧‧‧模組 262‧‧‧光學引擎 270‧‧‧光學波導器陣列 274‧‧‧電連接器 280‧‧‧積體電路晶片 290‧‧‧電線陣列 DL‧‧‧層深 E‧‧‧電場 ES‧‧‧電訊號 I1‧‧‧特寫插圖 LX‧‧‧長度 OS‧‧‧光學訊號 TH‧‧‧厚度 WGY‧‧‧WGY WY‧‧‧寬度
包括了附圖以提供進一步的了解，且該等附圖被併入及構成此說明書的一部分。該等繪圖繪示一或更多個實施例，且與「實施方式」一起解釋各種實施例的原理及操作。如此，藉由以下的「實施方式」連同附圖，將變得更完全了解本揭示內容，在該等附圖中：
圖1是示例玻璃基板的居高俯視圖。
圖2A到2E是圖1的示例玻璃基板的橫截面圖，該等橫截面圖示出形成如本文中所揭露的Ag-Na IOX波導器的示例方法。
圖2F與圖2E類似且繪示多個Ag-Na IOX波導器被形成於單個玻璃基板中的示例。
圖2G與圖1類似且示出圖2F的多個Ag-Na IOX波導器。
圖3A是與圖2E類似的橫截面圖，且基於Ag-Na IOX過程的電腦模擬示出形成於示例玻璃中的多模式Ag-Na IOX波導器的折射率分佈n(y,z)的示例折射率等值線。
圖3B與圖3A類似，且是針對示例單模式Ag-Na IOX波導器所繪。
圖4A是針對使用Ag-Na IOX過程形成於示例高透射率玻璃中的初始Ag-Na IOX區域在589 nm的波長λ下測量到的折射率n(z)與深度座標z（µm）的關係的內插測量值的圖表，其中測量是針對實質上重疊的TE及TM模式兩者進行的。
圖4B是針對圖4A的相同初始Ag-Na IOX區域測量到的壓縮應力CS（MPa）與深度座標z（µm）的關係的圖表。
圖5是兩種不同玻璃的為波長λ（nm）的函數的體光學損耗OL（dB/cm）的圖表，其中該等玻璃中的一種具有110 ppm的Fe而另一種玻璃具有13 ppm的Fe。
圖6是使用Ag-Na IOX過程形成於示例高透射率玻璃中的Ag-Na IOX波導器的擴散度D（m2 /s）的實驗測量值的圖表，該圖表在100 ℃的目標溫度下示出D = 0 m2 /s。
圖7A是包括Ag-Na IOX波導器的示例背板的居高俯視圖，且也用部分分解圖示出用來從Ag-Na IOX波導器抽取光的示例光學耦接器。
圖7B是示例光電系統的居高俯視圖以及線路卡形式的示例光電設備，該光電系統包括圖7A的背板及光學耦接器，該等線路卡經由光學耦接器可操作地耦接到背板的Ag-Na IOX波導器。
國內寄存資訊 (請依寄存機構、日期、號碼順序註記) 無
國外寄存資訊 (請依寄存國家、機構、日期、號碼順序註記) 無
10‧‧‧玻璃基板
12‧‧‧頂面
14‧‧‧底面
20‧‧‧掩膜
22‧‧‧孔
30‧‧‧銀鹽浴
40‧‧‧IOX介面
50i‧‧‧初始Ag-Na IOX區域
E‧‧‧電場
I1‧‧‧特寫插圖

Claims (30)

  1. 一種在一基板中形成一離子交換（IOX）波導器的方法，該方法包括以下步驟： a)在該基板的一頂面上形成一掩膜，該掩膜對該頂面界定通往該頂面的至少一個開口，其中該基板包括一鹼-鋁矽酸鹽玻璃，該鹼-鋁矽酸鹽玻璃包括Na且具有等於50百萬分率（ppm）或更低的一Fe濃度； b)在該至少一個開口內通過該基板的該頂面執行一第一IOX過程以在該基板內界定一初始IOX區域，該初始IOX區域在該基板的該頂面處具有一最大折射率；及 c)在該基板的該頂面處執行一第二IOX過程以從該初始IOX區域形成在該基板的該頂面下方具有一最大折射率的一掩埋IOX區域，該掩埋IOX區域及該基板的一周圍部分界定一IOX波導器，該IOX波導器具有一光學損耗OL ≤ 0.05 dB/cm及一雙折射率數值|B| ≤ 0.001，其中該第二IOX過程是一Na-Ag IOX過程。
  2. 如請求項1所述的方法，其中該光學損耗OL ≤ 0.01 dB/cm。
  3. 如請求項2所述的方法，其中該Fe濃度小於15 ppm。
  4. 如請求項3所述的方法，其中該Fe濃度小於10 ppm。
  5. 如請求項1所述的方法，其中該鹼-鋁矽酸鹽玻璃包含量為1 ppm或更低的Ni及Cr。
  6. 如請求項1所述的方法，其中該掩埋IOX區域具有在45與80微米之間的一層深及在0.01 ≤ ∆n ≤ 0.06的範圍中的一折射率差∆n。
  7. 如請求項1所述的方法，其中該掩埋IOX區域具有在6與15微米之間的一層深及在0.002 ≤ ∆n ≤ 0.01的範圍中的一最大折射率差∆n。
  8. 如請求項1所述的方法，其中該基板具有一體折射率n0 ，該掩埋IOX區域在該基板的該頂面處具有一表面折射率ns ，且其中一表面折射率差∆ns = ns – n0 ≤ 0.001。
  9. 如請求項1所述的方法，其中該掩埋IOX區域在100 ℃的一溫度下具有一擴散度D = 0 m2 /s。
  10. 如請求項1所述的方法，其中該第一IOX過程是場輔助的。
  11. 如請求項1所述的方法，其中該第一IOX過程包括以下步驟：將該基板外部的Ag+ 離子與該基板中的Na+ 離子進行交換。
  12. 如請求項1所述的方法，更包括以下步驟：將具有光學功能性的一設備光學耦接到該IOX波導器。
  13. 一種低損耗離子交換（IOX）波導器，包括： 一玻璃基板，具有一頂面且包括一鹼-鋁矽酸鹽玻璃，該鹼鋁矽酸鹽玻璃包括在3莫耳百分比與15莫耳百分比之間的Na2 O且具有20百萬分率（ppm）或更低的一Fe濃度；及 一掩埋Ag-Na IOX區域，形成於該玻璃基板中，該掩埋Ag-Na IOX區域在該玻璃基板的該頂面下方具有一最大折射率，其中該掩埋Ag-Na IOX區域及該玻璃基板的一周圍部分界定一Ag-Na IOX波導器，該Ag-Na IOX波導器具有一光學損耗OL ≤ 0.05 dB/cm及一雙折射率數值|B| ≤ 0.001。
  14. 如請求項13所述的低損耗IOX波導器，其中該光學損耗OL ≤ 0.01 dB/cm。
  15. 如請求項13所述的低損耗IOX波導器，其中該Fe濃度小於15 ppm。
  16. 如請求項15所述的低損耗IOX波導器，其中該Fe濃度小於10 ppm。
  17. 如請求項13所述的低損耗IOX波導器，其中該掩埋Ag-Na IOX區域的折射率分佈具有在45與80微米之間的一層深及在0.01 ≤ ∆n ≤ 0.06的範圍中的一最大折射率差∆n。
  18. 如請求項13所述的低損耗IOX波導器，其中該掩埋Ag-Na IOX區域的折射率分佈具有在6與15微米之間的一層深及在0.002 ≤ ∆n ≤ 0.01的範圍中的一最大折射率差∆n。
  19. 如請求項13所述的低損耗IOX波導器，其中該玻璃基板具有一體折射率n0 ，該掩埋IOX區域在該玻璃基板的該頂面處具有一表面折射率ns ，且其中一表面折射率差∆ns = ns – n0 ≤ 0.001。
  20. 如請求項13所述的低損耗IOX波導器，其中該掩埋Ag-Na IOX區域在100 ℃的一溫度下具有一擴散度D = 0 m2 /s。
  21. 如請求項13所述的低損耗IOX波導器，更包括光學通往該IOX波導器的一光電設備。
  22. 如請求項13所述的低損耗IOX波導器，其中該鹼-鋁矽酸鹽玻璃包括： 在約65.79莫耳百分比到約78.17莫耳百分比之間的SiO2 ； 在約2.94莫耳百分比到約12.12莫耳百分比之間的Al2 O3 ； 在約0莫耳百分比到約11.16莫耳百分比之間的B2 O3 ； 在約0莫耳百分比到約2.06莫耳百分比之間的Li2 O； 在約3.52莫耳百分比到約13.25莫耳百分比之間的Na2 O； 在約0莫耳百分比到約4.83莫耳百分比之間的K2 O； 在約0莫耳百分比到約3.01莫耳百分比之間的ZnO； 在約0莫耳百分比到約8.72莫耳百分比之間的MgO； 在約0莫耳百分比到約4.24莫耳百分比之間的CaO； 在約0莫耳百分比到約6.17莫耳百分比之間的SrO； 在約0莫耳百分比到約4.3莫耳百分比之間的BaO；及 在約0.07莫耳百分比到約0.11莫耳百分比之間的SnO2 。
  23. 如請求項13所述的低損耗IOX波導器，其中該鹼-鋁矽酸鹽玻璃包括： 在約70莫耳百分比到約85莫耳百分比之間的SiO2 ； 在約0莫耳百分比到約5莫耳百分比之間的Al2 O3 ； 在約0莫耳百分比到約5莫耳百分比之間的B2 O3 ； 在約3莫耳百分比到約10莫耳百分比之間的Na2 O； 在約0莫耳百分比到約12莫耳百分比之間的K2 O； 在約0莫耳百分比到約4莫耳百分比之間的ZnO； 在約3莫耳百分比到約12莫耳百分比之間的MgO； 在約0莫耳百分比到約5莫耳百分比之間的CaO； 在約0莫耳百分比到約3莫耳百分比之間的SrO； 在約0莫耳百分比到約3莫耳百分比之間的BaO；及 在約0.01莫耳百分比到約0.5莫耳百分比之間的SnO2 。
  24. 一種用於承載光學訊號的一系統的背板，該背板包括： 一玻璃基板，具有一頂面，該玻璃基板包括一鹼-鋁矽酸鹽玻璃，該鹼鋁矽酸鹽玻璃包括在3莫耳百分比與15莫耳百分比之間的Na2 O且具有20百萬分率（ppm）或更低的一Fe濃度； 一或更多個掩埋Ag-Na離子交換（IOX）區域，形成於該玻璃基板中，其中該一或更多個掩埋Ag-Na IOX區域中的每一者在該玻璃基板的該頂面下方具有一最大折射率，其中該一或更多個掩埋Ag-Na IOX區域及該玻璃基板的周圍部分界定一或更多個Ag-Na IOX波導器，該一或更多個Ag-Na IOX波導器中的每一者在800 nm與1600 nm之間的一波長範圍中支援至少一種傳播波導模式且在該波長範圍中具有一光學損耗OL ≤ 0.05 dB/cm及一雙折射率數值|B| ≤ 0.001；及 一光學耦接器，相對於該一或更多個Ag-Na IOX波導器可操作地設置，且被配置為將光學訊號耦接進及耦接出該一或更多個Ag-Na IOX波導器。
  25. 如請求項24所述的背板，更包括一設備，該設備具有光學功能性且可操作地連接到該光學耦接器。
  26. 如請求項24所述的背板，更包括被配置為承載電訊號的一或更多個導電體。
  27. 如請求項24所述的背板，其中該一或更多個Ag-Na IOX波導器的一長度高達1米。
  28. 如請求項24所述的背板，其中該光學損耗OL ≤ 0.01 dB/cm，且該一或更多個Ag-Na IOX波導器的一長度高達2米。
  29. 如請求項24所述的背板，其中該鹼-鋁矽酸鹽玻璃包括： 在約65.79莫耳百分比到約78.17莫耳百分比之間的SiO2 ； 在約2.94莫耳百分比到約12.12莫耳百分比之間的Al2 O3 ； 在約0莫耳百分比到約11.16莫耳百分比之間的B2 O3 ； 在約0莫耳百分比到約2.06莫耳百分比之間的Li2 O； 在約3.52莫耳百分比到約13.25莫耳百分比之間的Na2 O； 在約0莫耳百分比到約4.83莫耳百分比之間的K2 O； 在約0莫耳百分比到約3.01莫耳百分比之間的ZnO； 在約0莫耳百分比到約8.72莫耳百分比之間的MgO； 在約0莫耳百分比到約4.24莫耳百分比之間的CaO； 在約0莫耳百分比到約6.17莫耳百分比之間的SrO； 在約0莫耳百分比到約4.3莫耳百分比之間的BaO；及 在約0.07莫耳百分比到約0.11莫耳百分比之間的SnO2 。
  30. 如請求項24所述的背板，其中該鹼-鋁矽酸鹽玻璃包括： 在約70莫耳百分比到約85莫耳百分比之間的SiO2 ； 在約0莫耳百分比到約5莫耳百分比之間的Al2 O3 ； 在約0莫耳百分比到約5莫耳百分比之間的B2 O3 ； 在約3莫耳百分比到約10莫耳百分比之間的Na2 O； 在約0莫耳百分比到約12莫耳百分比之間的K2 O； 在約0莫耳百分比到約4莫耳百分比之間的ZnO； 在約3莫耳百分比到約12莫耳百分比之間的MgO； 在約0莫耳百分比到約5莫耳百分比之間的CaO； 在約0莫耳百分比到約3莫耳百分比之間的SrO； 在約0莫耳百分比到約3莫耳百分比之間的BaO；及 在約0.01莫耳百分比到約0.5莫耳百分比之間的SnO2 。
TW108101757A 2018-01-18 2019-01-17 使用Ag-Na 離子交換形成於高透射率玻璃中的低損耗波導器 TWI798333B (zh)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US201862618866P 2018-01-18 2018-01-18
US62/618,866 2018-01-18

Publications (2)

Publication Number Publication Date
TW201934508A TW201934508A (zh) 2019-09-01
TWI798333B true TWI798333B (zh) 2023-04-11

Family

ID=65279722

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
TW108101757A TWI798333B (zh) 2018-01-18 2019-01-17 使用Ag-Na 離子交換形成於高透射率玻璃中的低損耗波導器

Country Status (7)

Country Link
US (1) US12030809B2 (zh)
EP (1) EP3740796A1 (zh)
JP (1) JP2021511538A (zh)
KR (1) KR20200105514A (zh)
CN (1) CN111699424A (zh)
TW (1) TWI798333B (zh)
WO (1) WO2019143644A1 (zh)

Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111045149B (zh) * 2019-12-30 2020-09-15 浙江大学 一种连续式制作玻璃基离子交换掩埋光波导的方法
CN114105492A (zh) * 2020-12-31 2022-03-01 安徽金龙浩光电科技有限公司 一种玻璃的化学强化方法
CN114488397B (zh) * 2022-01-27 2023-09-19 苏州大学 一种基于印刷电路板的平面光波导结构及其制作方法
WO2024162147A1 (ja) * 2023-01-31 2024-08-08 Ａｇｃ株式会社 ガラス基板及び光集積デバイス

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1603869A (zh) * 2004-11-08 2005-04-06 华中科技大学 一种脊形圆波导器件的制作方法

Family Cites Families (65)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3873408A (en) 1969-10-06 1975-03-25 Bausch & Lomb Method of producing a refractive index gradient in glass
JPS5038342B2 (zh) 1971-12-01 1975-12-09
FR2574950B1 (fr) * 1984-12-18 1987-09-25 Corning Glass Works Composants optiques integres en verre et leur fabrication
JPS6249306A (ja) * 1985-08-28 1987-03-04 Nippon Sheet Glass Co Ltd 導波型レンズ素子
CA1323194C (en) * 1987-07-28 1993-10-19 Amaresh Mahapatra Process for tapering waveguides
FI82989C (fi) 1989-04-13 1991-05-10 Nokia Oy Ab Foerfarande foer framstaellning av en ljusvaogledare.
US5007948A (en) 1990-03-19 1991-04-16 Corning Incorporated Essentially colorless silver-containing glasses through ion exchange
FI86226C (fi) 1990-07-10 1992-07-27 Nokia Oy Ab Foerfarande foer framstaellning av ljusvaogsledare medelst jonbytesteknik pao ett glassubstrat.
US5018811A (en) 1990-07-18 1991-05-28 Northrop Corporation Asymmetric optical waveguides for minimizing bending losses and techniques for fabricating same
JPH0486607A (ja) 1990-07-28 1992-03-19 Fujikura Ltd 光導波路と光ファイバとの接続方法及び装置
EP0667542B1 (en) 1994-02-03 1998-06-17 Corning Incorporated Broadband integrated optical proximity coupler
US5790729A (en) 1996-04-10 1998-08-04 Ohmeda Inc. Photoplethysmographic instrument having an integrated multimode optical coupler device
EP0915065B1 (en) 1996-07-16 2003-05-21 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Optical fibres made using ultra-low loss silica glass
US5703980A (en) 1996-09-20 1997-12-30 Northern Telecom Method for low-loss insertion of an optical signal from an optical fibre to a waveguide integrated on to a semiconductor wafer
US6474107B1 (en) 1996-12-02 2002-11-05 Franklin W. Dabby Fluorinating an optical fiber preform in a pure aluminum oxide muffle tube
US6002515A (en) 1997-01-14 1999-12-14 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. Method for producing polarization inversion part, optical wavelength conversion element using the same, and optical waveguide
WO1999043057A1 (en) 1998-02-20 1999-08-26 Molecular Optoelectronics Corporation Optical amplifier and process for amplifying an optical signal propagating in a fiber optic employing an overlay waveguide and stimulated emission
US6330388B1 (en) * 1999-01-27 2001-12-11 Northstar Photonics, Inc. Method and apparatus for waveguide optics and devices
EP1188133A2 (en) 1999-03-08 2002-03-20 Sun Microsystems, Inc. Method and apparatus for submitting data to an on-line form system
US6516104B1 (en) 1999-06-25 2003-02-04 Kabushiki Kaisha Toshiba Optical wiring device
WO2001037008A2 (en) 1999-11-15 2001-05-25 Corning Incorporated Photonic crystal fibers with high resistance to bend loss
US7326500B1 (en) 2000-01-04 2008-02-05 University Of Central Florida Research Foundation, Inc. Sensitization of photo-thermo-refractive glass to visible radiation by two-step illumination
US6611372B1 (en) 2000-06-09 2003-08-26 The Arizona Board Of Regents On Behalf Of The University Of Arizona Erbium and ytterbium co-doped phosphate glass optical fiber amplifiers using short active fiber length
EP1328482A1 (en) 2000-09-28 2003-07-23 Corning Incorporated Optical glass silica soot particles and method of making same
US7068870B2 (en) 2000-10-26 2006-06-27 Shipley Company, L.L.C. Variable width waveguide for mode-matching and method for making
JP3899825B2 (ja) 2001-01-31 2007-03-28 Ｆｄｋ株式会社 光導波路素子及びその製造方法
US6768852B2 (en) 2001-07-11 2004-07-27 Corning Incorporated Dispersion and slope compensating optical fiber and transmission link including same
KR100439900B1 (ko) 2001-09-17 2004-07-14 주식회사 우드뱅크 마루판재의 제조방법
CN1685256B (zh) 2001-10-30 2012-07-04 Hoya美国公司 使用光学功率横向传送的光学接合设备和方法
KR100401203B1 (ko) 2001-11-13 2003-10-10 삼성전자주식회사 다항 곡선 광도파로를 구비한 평면 도파로 소자
EP1456143A1 (en) 2001-12-21 2004-09-15 Corning Incorporated Fused silica containing aluminum
WO2003062863A2 (en) * 2002-01-22 2003-07-31 Color-Chip (Israel) Ltd. Potassium free zinc silicate glasses for ion-exchange processes
JP2006201298A (ja) 2005-01-18 2006-08-03 Nhk Spring Co Ltd 光導波路と、それを用いた光通信部品
US8312743B2 (en) 2005-05-18 2012-11-20 City University Of Hong Kong Method for fabricating buried ion-exchanged waveguides using field-assisted annealing
CN100412583C (zh) * 2006-05-08 2008-08-20 浙江南方通信集团股份有限公司 单侧熔盐电场辅助离子交换制备掩埋式玻璃光波导的方法
CN101323501B (zh) 2007-01-02 2015-10-07 德雷卡通信技术公司 用于石英玻璃沉积管的连续焙烧方法
US20080268201A1 (en) 2007-04-27 2008-10-30 Richard Michael Fiacco Low OH glass for infrared applications
US20090324163A1 (en) 2008-06-30 2009-12-31 Jds Uniphase Corporation High confinement waveguide on an electro-optic substrate
JP2012504101A (ja) 2008-09-30 2012-02-16 エボニック デグサ ゲーエムベーハー シリカート溶液からの高純度ＳｉＯ２の製造方法
AU2009299917A1 (en) 2008-09-30 2010-04-08 Evonik Degussa Gmbh Method for producing high-purity SiO2 from silicate solutions
CN101561534A (zh) * 2009-05-26 2009-10-21 电子科技大学 离子交换法制作光波导的理论基础
WO2012088610A1 (en) 2010-12-29 2012-07-05 Socpra Sciences Et Génie S.E.C. Low loss directional coupling between highly dissimilar optical waveguides for high refractive index integrated photonic circuits
DE102011004533A1 (de) 2011-02-22 2013-05-16 Evonik Degussa Gmbh Verfahren zur Reinigung starker Säuren bzw. stark saurer Medien von zwei- und höherwertigen Metallionen
CN102109638A (zh) * 2011-03-14 2011-06-29 浙江大学 一种玻璃热极化层中的条形光波导
CN102193146B (zh) * 2011-05-26 2012-10-31 浙江大学 一种玻璃基全掩埋式条形光波导堆栈的制作方法
US8737777B2 (en) 2012-01-03 2014-05-27 Xyratex Technology Limited Optical waveguide and a method for making an optical waveguide
DE102012100233B4 (de) 2012-01-12 2014-05-15 Schott Ag Hochtransmittive Gläser mit hoher Solarisationsbeständigkeit, ihre Verwendung und Verfahren zu ihrer Herstellung
US8957374B2 (en) 2012-09-28 2015-02-17 Corning Incorporated Systems and methods for measuring birefringence in glass and glass-ceramics
US9268096B1 (en) 2012-10-09 2016-02-23 Skorpios Technologies, Inc. Method and system for optically coupling a waveguide and a fiber
US20140152914A1 (en) 2012-11-30 2014-06-05 Corning Incorporated Low-Fe Glass for IR Touch Screen Applications
ES2620641T3 (es) 2013-03-20 2017-06-29 Agc Glass Europe Hoja de vidrio de alta transmisión a las radiaciones infrarrojas
US9134498B2 (en) 2013-07-18 2015-09-15 Cisco Technology, Inc. Coupling system for optical fibers and optical waveguides
US10209424B2 (en) 2014-01-10 2019-02-19 Corning Incorporated Visual display backlight unit
US10663663B2 (en) 2014-02-28 2020-05-26 Ciena Corporation Spot-size converter for optical mode conversion and coupling between two waveguides
US9902644B2 (en) 2014-06-19 2018-02-27 Corning Incorporated Aluminosilicate glasses
CN105487171A (zh) 2014-10-08 2016-04-13 中兴通讯股份有限公司 一种弯曲多模光波导及其制作方法
US9563018B2 (en) 2014-10-09 2017-02-07 International Business Machines Corporation Tapered photonic waveguide to optical fiber proximity coupler
KR101969383B1 (ko) 2014-11-11 2019-04-16 피니사 코포레이숀 2단 단열 결합된 광자 시스템
CN106291814A (zh) * 2015-05-12 2017-01-04 中兴通讯股份有限公司 一种光波导制造方法及光波导
WO2016196035A1 (en) 2015-05-29 2016-12-08 Corning Optical Communications LLC Planar tapered waveguide coupling elements and optical couplings for photonic circuits
EP3323008B1 (en) 2015-07-16 2021-09-08 CommScope Connectivity Belgium BVBA Optical fiber and waveguide devices having expanded beam coupling
US11242279B2 (en) * 2015-10-22 2022-02-08 Corning Incorporated High transmission glasses
US10545290B2 (en) 2016-01-18 2020-01-28 Corning Incorporated Polymer clad fiber for evanescent coupling
CN105700075B (zh) * 2016-04-15 2019-09-27 苏州光幔集成光学有限公司 适用于多光纤系统的plc多模光波导及制作方法
US11402505B2 (en) 2018-06-05 2022-08-02 Silc Technologies, Inc. Control of phase in steering of LIDAR output signals

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1603869A (zh) * 2004-11-08 2005-04-06 华中科技大学 一种脊形圆波导器件的制作方法

Also Published As

Publication number Publication date
EP3740796A1 (en) 2020-11-25
US20200346967A1 (en) 2020-11-05
WO2019143644A1 (en) 2019-07-25
US12030809B2 (en) 2024-07-09
CN111699424A (zh) 2020-09-22
TW201934508A (zh) 2019-09-01
JP2021511538A (ja) 2021-05-06
KR20200105514A (ko) 2020-09-07

Similar Documents

Publication Publication Date Title
TWI798333B (zh) 使用Ag-Na 離子交換形成於高透射率玻璃中的低損耗波導器
KR100439893B1 (ko) 저팽창 투명 유리-세라믹 및 유리-세라믹 기판
US20210271037A1 (en) Optical-electrical substrate providing interconnects for photonic integrated circuit and associated methods
EP3060950B1 (en) Flexible glass optical waveguide structures
CN104039726A (zh) 强化玻璃
US11460637B2 (en) Optical connection substrates for passive fiber to waveguide coupling
CN108873184A (zh) 一种具有侧向v形槽的激光刻写光纤连接器
US11914193B2 (en) Optical assembly for coupling with two-dimensionally arrayed waveguides and associated methods
Schröder et al. Advanced thin glass based photonic PCB integration
EP1278085A1 (en) Connector for optical fibers
Brusberg et al. On-board optical fiber and embedded waveguide interconnects
Brusberg et al. Study of temperature and time dependent performance alteration of silver ion-exchanged waveguides in glass
CN111566527A (zh) 具有竖直锥化的波导的绝热耦合光子系统
WO2024162147A1 (ja) ガラス基板及び光集積デバイス
Rehouma et al. Glasses for ion-exchange technology
Schröder et al. Electrical–Optical Circuit Boards Optical Waveguides and Coupling Elements Based on the Thin Glass Layer Concept
WO2022054694A1 (ja) ガラス及びそれを用いた誘電特性の測定方法
KR20040081838A (ko) 양면형 및 다층형 광 백플레인 기판 및 그 제조방법
JP2023181103A (ja) ガラス
Schroder et al. “glassPack”—photonic packaging using thin glass foils for electrical-optical circuit boards (EOCB) and sensor modules
Schröder et al. Out-of-plane coupling using thin glass based arrayed waveguide components
Brusberg et al. Single-mode glass waveguide substrate for PIC packaging
KR100641050B1 (ko) 광 접속기가 구비된 광백플레인 장치
Brusberg et al. Electro-optical circuit boards with single-or multi-mode optical interconnects
Brusberg et al. Thin glass based packaging and photonic single-mode waveguide integration by ion-exchange technology on board and module level