专利名称：一种多模干涉波导型光耦合器的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种波导型光耦合器。
背景技术：
多模干涉波导型光耦合器有一个多模干涉区，在多模干涉区的一端布置输入波导，另一端布置输出波导。其最基本的工作原理是多模干涉区内多个模式间相长性干涉导致成自镜像效应。传统的自镜像效应分析都是针对三层或等效三层阶跃折射分布波导，这种多模干涉波导型光耦合器的多模干涉区结构在边界介质交界面上折射率都是突变的，这决定了它的制作方法必须是干法刻蚀。而干法刻蚀所使用的设备较昂贵，同时多模干涉区在干法刻蚀过程中，其侧面所产生微小的不平整度、倾斜及表面不光滑度等都会影响光耦合器的性能，因此，成本高，工艺要求高，造成的损耗较大。再一个在集成光学领域里，有一部分材料是非常难用干法刻蚀的，如目前商用化程度很高的衬底材料铌酸鋰。
发明内容
本实用新型的目的是提供一种易生产、成本低的多模干涉波导型光耦合器。
本实用新型的目的是通过下述技术方案实现的由多模干涉区、及与其两端分别连接的单模输入波导和单模输出波导构成，在所述多模干涉区两侧面设置渐变的介质交界面。
本实用新型由于采用渐变的介质交界面，这就能避免使用昂贵的干法刻蚀设备，还能方便的使用目前商用化程度很高的衬底材料铌酸鋰，从而实现了加工方便，损耗降低，成本下降。
图1是本实用新型的一种立体结构示意图；图2是图1的A-A视图；图3是原阶跃介质交界面波导横截面示意图。
具体实施方式
参照图1、图2，本实用新型是由多模干涉区2、单模输入波导1、单模输出波导3构成。1个单模输入波导1与多模干涉区2的一端连接，多模干涉区2的另一端与8个单模输出波导3连接，多模干涉区2的两侧面是渐变的介质交界面5，呈抛物面形。这在光学玻璃衬底4上通过离子交换工艺实现。在铌酸鋰衬底4上通过质子交换或钛扩散工艺实现。
本实用新型的具体设计参数依赖于所选的衬底4和具体的工艺过程。参数不具有绝对值。以国产K9光学玻璃为衬底4，钾钠离子交换技术，所选取的波导参数为工作波长为1.55μm，单模波导的宽度均为6μm，长度均为3000μm，此参数有一定任意性，为端接引用。1个单模输入波导1、8个单模输出波导3，即1×8多模干涉波导型光耦合器，其多模干涉区2的宽度为128μm，在此基础上利用三维全矢量有限差分光束传输法计算出相应的多模干涉区2的最佳长度为2105μm，此时具有较大输出光功率，并有较好的功率均匀度。当单模输入波导1在多模干涉区2上的中心位置为0时，8个单模输出3的中心位置由下到上分别为-56.8μm、-40.4μm、-24.0μm、-8.0μm、8.0μm、24.0μm、40.4μm、56.8μm。图3为本实用新型的参考图。
本实用新型的制作工艺1、K9光学玻璃基片经切割、粗磨、精抛光制成所要求的衬底4；2、利用真空蒸发在衬底4上蒸1μm厚的铝膜；3、对衬底4上的铝膜进行光刻后，用70℃的磷酸腐蚀液进行水浴腐蚀，制备出铝掩膜图形；4、再将衬底4放在400℃的硝酸钾晶体熔液中进行钾钠离子交换5小时，制备出渐变介质交界面的波导；5、最后再用70℃的磷酸腐蚀掉衬底4上剩下的铝膜，并作端面抛光。
权利要求1.一种多模干涉波导型光耦合器，由多模干涉区(2)、及与其两端分别连接的单模输入波导(1)和单模输出波导(3)构成，其特征在于所述多模干涉区(2)两侧面设置渐变的介质交界面(5)。
专利摘要一种多模干涉波导型光耦合器，由多模干涉区、及分别与其两端连接的单模输入波导和单模输出波导构成，多模干涉区两侧面为渐变的介质交界面。本实用新型能方便地使用目前商品化程度很高的衬底材料铌酸锂，从而实现了加工方便，损耗降低，成本下降。
文档编号G02B6/26GK2624222SQ0322888
公开日2004年7月7日 申请日期2003年2月17日 优先权日2003年2月17日
发明者王明华, 马慧莲, 李锡华, 江晓清 申请人:浙江大学