



光波导是指导光波在其中撒播的介质装置,又称介质光波导。光波导有两大类:一类是集成光波导,包括平面(薄膜)介质光波导和条形介质光波导,它们通常都是光电集成器件(或系统)中的一部分,以是叫作集成光波导;另一类是圆柱形光波导,通常称为光纤。光波导由光透明介质组成的传输光频电磁波的导行结构。光波导的传输原理差别于金属关闭波导,在差别折射率的介质分界面上,电磁波的全反射征象使光波局限在波导及其周围有限区域内撒播。 [2]多模和单模光纤已乐成地应用于通讯。光纤的传输特征对外界的温度 和压力等因素敏感,因而可制成光纤传感器,用于丈量温度、压力、声场 等物理量。
光波导的横向尺寸比光的波长大许多时,光的波动率所爆发的衍射征象一样平常可略去不计,可用几何光学定律来处置惩罚光在其中的撒播问题。如集成光波导和折射光波中,都是使用入社角大于临界角使光在界线上爆发全反射,效果光便沿折线路径在其中撒播。梯度折射率光纤中,则使用光逐渐往折射率大的偏向弯曲的纪律,使光线沿曲线路径在其中撒播。
光波导的横向尺寸与光的波长相差不大时,光的波动性所爆发的衍射征象便不可略去,需用光的电磁理论来处置惩罚光在其中的撒播问题。列出界线条件,求解光波的电厂和磁场在光波导内的漫衍和撒播特征,从而解决有关问题。盘算批注,关于一种给定形状和折射率的光波导,能在其中撒播的光波,其电厂和 的漫衍有州差别形式,把每一种形式叫作一种传输模,简称为模。每种模都保存一个阻止频率,若是光波的射率低于这个阻止频率,这种模的光就不可在该光波导中撒播。光纤的直径越大能传输的模数就越多。能传输多种模的光纤叫作多维光纤;只能传输一种模的光纤叫作单模光纤。多模光纤常用于近距离传输,如内窥镜等;单模光纤则用于远距离通讯。
PLC光器件一样平常在六种质料上制作,它们是:铌酸锂、Ⅲ-Ⅴ族半导体化合物、二氧化硅、SOI(,绝缘体上硅)、聚合物和玻璃。
铌酸锂波导是通过在铌酸锂晶体上扩散Ti离子形成波导,波导结构为扩散型。InP波导以InP为称底和下包层,以InGaAsP为芯层,以InP或者InP/空气为上包层,波导结构为掩埋脊形或者脊形。二氧化硅波导以硅片为衬底,以差别掺杂的SiO2质料为芯层和包层,波导结构为掩埋矩形。SOI波导是在SOI基片上制作,称底、下包层、芯层和上包层质料划分为Si、SiO2、Si和空气,波导结构为脊形。聚合物波导以硅片为称底,以差别掺杂浓度的Polymer质料为芯层,波导结构为掩埋矩形。玻璃波导是通过在玻璃质料上扩散Ag离子形成波导,波导结构为扩散型。
铌酸锂晶体具有优异的电光特征,在光电调制器中应用普遍。InP质料既可以制作光有元器件又可以制作光无源器件,被视为光有源/无源器件集成的最好平台。SOL质料在MEMS器件中应用普遍,是光波导与MEMS混淆集成的优良平台。聚合物波导的热光系数是SiO2的32倍,应用在需要热光调制的动态器件中,可以大大降低器件功耗。玻璃波导具有最低的传输消耗和与光纤的耦合消耗,并且本钱低廉,是商用光分路器的主要质料。二氧化硅光波导具有优异的光学、电学、机械性能和热稳固性,被以为是无源光集成最有适用远景的手艺途径。
