带状波导及其应用

摘要

一种集成光学带状波导及其作为开关、调制器和传感器的应用，带状波导(2)置于平面衬底材料(1)内或之上，并在垂直于光的传播方向具有几何尺寸严格受限制的槽形构造。本发明描述了一种单模集成光学宽带带状波导，它可以导光，例如在整个可见光波长范围内单模而高效地(即具有低的光衰减)导光，因此，它属于一种真正的单模白光带状波导。在需要时，这种光(例如在电光学领域内)是可以与波长有关或无关地开关和可调制的。带状波导(2)采用本身公知的方法(例如改变折射率)来制造。

主权项

1.带状波导，其中通过改变折射率的处理，在平面衬底材料1内或上面，一种通道形结构是可以制造的或由合适的材料构成的通道形结构是可以置于其上的。这里，由此形成的带状波导(2)的几何-材料参数与待传播的紫外、可见光和/或红外区的波长范围的关系可以调整如下，对于波长(λ)，为单模传播光必要的最小波长范围的宽度由关系式Δλ＞0.48xλ-85nm给出(λ和Δλ单位为nm)，从而衬底折射率(n1)，涂层折射率(n3)，在表面折射率分布(f(x，y))的折射率(n2)，在波导范围内的折射率分布(nw＝f(x，y))，带状波导的截面形状(宽a和深t)及其在衬底内和/或衬底上的长度如此设计，使得在波长范围Δλ＞0.48xλ-85nm内保证带状波导(2)的单模运行，即对于在λ1和λ1+Δλ范围内的任一给定波长只对应一个唯一的基模(N00)的有效折射率，而且单模性的范围一方面从技术上看由波长为λ1+Δλ时基模(N00)的有效起振决定，另一方面从技术上看由波长λ1时侧向第一模(N01)或深度方向第一模(N10)的有效起振决定，其中，所谓以技术上足够效率的传播指的是，带状波导内传播模的有效折射率Neff必须至少比周围材料折射率ns高5×10-5，这里ns取衬底折射率n1或涂层折射率n3中的大者，而且可利用的波长最小可能值(λmin)和最大可能值(λmax)由所用材料的传输范围决定，从而带状波导定义为单模、集成光学宽带带状波导(EOBSW)。