[发明专利]光耦合装置

说明书

技术领域

本发明涉及集成光学装置，特别涉及一种光耦合装置。

背景技术

在集成光学里，光源与光学元件的耦合需要考虑的问题有：虽然集成光学普遍采用方向性较佳的激光作为光源，然而激光发出的光束仍具有一定的发散角，如果直接让光源与光学元件对接，光束中的发散光线将无法进入光学元件，光利用率低。因此，如何将光源耦合至光学元件以使发散的光束会聚入光学元件以提高光利用率是一个重要课题。

发明内容

有鉴于此，有必要提供一种可提高光利用率的光耦合装置。

一种光耦合装置，其包括一个基底、一个形成于该基底上的平板光波导、一个形成于该平板光波导上的介质光栅、一个平行于该介质光栅设置于该介质光栅上的调制电极及两个平行于该介质光栅设置于该基底上且分别位于该介质光栅两侧的地电极。该平板光波导用于与一个激光光源对接以接收该激光光源发出的激光束。该介质光栅沿平行于该激光束的入射方向设置，并与该平板光波导构成一个衍射型光波导透镜(diffractive waveguide lens)以会聚该激光束。该调制电极与该两个地电极之间用于加载调制电场以通过电光效应改变该平板光波导的折射率从而改变该衍射型光波导透镜的焦距。

根据集成光学理论，该介质光栅与该平板光波导构成加载型光波导(strip/grating loaded waveguide)，该平板光波导加载该介质光栅的部分的等效折射率变大。如此，通过合理设置该介质光栅的结构，例如设置成啁啾光栅(chirped grating)便可构成一个啁啾光栅类型的衍射型光波导透镜。而该调制电极与该两个地电极之间加载调制电场从而通过电光效应 改变该平板光波导的折射率，从而改变该衍射型光波导透镜的焦距，有效地将该激光束会聚入光学元件。

附图说明

图1为本发明较佳实施方式的光耦合装置的立体示意图。

图2为图1的光耦合装置沿线II-II的剖面示意图。

图3为图1的光电耦合装置的介质光栅的平面示意图。

主要元件符号说明

光耦合装置 10

基底 110

第一顶面 111

第一侧面 112

平板光波导 120

第二顶面 121

第二侧面 122

介质光栅 130

第三顶面 131

介质部分 132

调制电极 141

地电极 142

缓冲层 150

激光光源 20

激光束 21

光学元件 30

如下具体实施方式将结合上述附图进一步说明本发明。

具体实施方式

请参阅图1及图2，本发明较佳实施方式的光耦合装置10，其包括一个基底110、一个形成于该基底110上的平板光波导120、一个形成于该平 板光波导120上的介质光栅130、一个平行于该介质光栅130设置于该介质光栅130上的调制电极141及两个平行于该介质光栅130设置于该基底110上且分别位于该介质光栅130两侧的地电极142。该平板光波导120用于与一个激光光源20对接以接收该激光光源20发出的激光束21。该介质光栅130沿平行于该激光束21的入射方向设置，并与该平板光波导120构成一个衍射型光波导透镜以会聚该激光束21。该调制电极141与该两个地电极142之间用于加载调制电场以通过电光效应改变该平板光波导120的折射率从而改变该衍射型光波导透镜的焦距。

根据集成光学理论，该介质光栅130与该平板光波导120构成加载型光波导，该平板光波导120加载该介质光栅130的部分的等效折射率变大。如此，通过合理设置该介质光栅130的结构，例如设置成啁啾光栅便可构成一个啁啾光栅类型的衍射型光波导透镜。而该调制电极141与该两个地电极142之间加载该调制电场从而通过电光效应改变该平板光波导120的折射率，从而改变该衍射型光波导透镜的焦距，有效的将该激光束21会聚入光学元件30(例如条状光波导)。另外，以该平板光波导120的高度方向为x轴，宽度方向为y轴，深度方向(即平行于该介质光栅130的方向)为z轴建立坐标系，则该调制电极141与该两个地电极l42如此设置可以使得该调制电场穿过该激光束21的部分基本平行于x轴方向，而根据平板光波导的波动方程分析，可知，该激光束的横电波仅有沿y轴方向的电场分量Ey，而横磁波仅有沿x轴方向的电场分量Ex及沿z轴方向的电场分量Ez，因此，该调制电场可以有效地作用于横磁波，调制横磁波。