光波導(dǎo)(Optical waveguide)
可以傳遞電磁波訊號的介質(zhì)通稱為“波導(dǎo)(Waveguide)”,因為光是一種電磁波,因此可以傳導(dǎo)光的介質(zhì)稱為“光波導(dǎo)(Optical waveguide)”,
光纖(Fiber)用來傳遞光訊號是最基本的光學(xué)元件,因此光纖就是一種光波導(dǎo),但是光通訊系統(tǒng)必須處理光訊號的分光、合光、切換等,因此除了光纖以外,仍然需要其它可以處理光訊號的元件,我們稱為“光波導(dǎo)元件”。
光波導(dǎo)的基本結(jié)構(gòu)很多,先思考一個最簡單的問題:如何讓光波在基板上沿著固定的通道傳播?前面提過一個重要的觀念:光波在光學(xué)元件中會沿著“折射率大的區(qū)域”不停地產(chǎn)生全反射而前進。所以只要在基板上制作一個折射率大的區(qū)域,,就可以讓光波在基板上沿著固定的通道傳播。
>通道波導(dǎo)(Channel waveguide):使玻璃基板內(nèi)的某些區(qū)域折射率增加,形成光的通道
>脊形波導(dǎo)(Ridge waveguide):在玻璃基板表面成長一層折射率大的厚膜(厚度大于1 m),并且蝕刻出折射率大的區(qū)域,形成光的通道,,
制作光波導(dǎo)的材料最常使用的有“氧化矽(Silica)”與“矽(Silicon)”兩種:
>氧化矽(Silica)
氧化矽(Silica)就是“石英玻璃(氧化矽非晶)”,外觀呈透明無色很像玻璃,可以直接在上面制作折射率比較高的光波導(dǎo)。另外一種光學(xué)性質(zhì)與氧化矽很像的材料是“玻璃(Glass)”,玻璃是氧化鉀、氧化鈉與氧化矽的混合物,外觀呈透明無色,但是由于是混合物,光穿透時損耗比較大。
>矽(Silicon)
矽(Silicon)就是晶圓廠使用的矽晶圓,雖然矽晶圓在外觀上不透明,看起來光好像無法穿透,但是光通訊產(chǎn)業(yè)所使用的光源都是“紅外光”,紅外光可以穿透矽晶圓,只是損耗比較大而已,由于矽晶圓的制程比較成熟,所以許多公司都試著發(fā)展這種技術(shù)。