[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、一个平板光波导、一个介质光栅、一对条状的第一电极及一对条状的第二电极。该基底包括一个顶面及一个与该顶面相背的底面。该平板光波导形成于该顶面上，该介质光栅形成于该平板光波导上，该对第一电极位于该光波导上且包括一个第一调制电极及一个第一地电极。该第一调制电极及该第一地电极位于该介质光栅两侧。该第二电极包括一个覆盖于该介质光栅上的第二调制电极及一个设置于该底面与该第二调制电极相背的第二地电极。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。该对第一电极用于加载第一调制电场以通过电光效应改变平板光波导相对于激光束中的横电波(transverse electric wave)的折射率。该对第二电极用于加载第二调制电场以通过电光效应改变平板光波导相对于激光束中的横磁波(transverse magnetic wave)的折射率。

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。而该对第一电极及第二电极可以分别加载第一、第二调制电场从而分别改变横电波及横磁波相对于该平板光波导的折射率，从而有效的将该横电波及横磁波会聚入光学元件。

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为本发明较佳实施方式的光耦合装置的分解示意图。

图3为图1的光耦合装置沿线III-III的剖面示意图。

图4为图1所示的光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

顶面111

侧面112

底面113

平板光波导120

介质光栅130

第一电极140

第一调制电极141

第一地电极142

第二电极150

第二调制电极151

第二地电极152

缓冲层160

对称轴O

激光光源20

激光束21

光学元件30

第一调制电场E1

第二调制电场E2

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至图3，本发明较佳实施方式的光耦合装置10包括一个基底110、一个平板光波导120、一个介质光栅130、一对第一电极140及一对第二电极150。

该基底110基本呈矩形，并包括一个顶面111、一个与该顶面111连接的侧面112及一个与该顶面111相背的底面113。由于铌酸锂(LiNbO₃)晶体(LN)具有较高的反应速度，而且考虑到铌酸锂扩散金属钛(单质)可以形成折射率渐变型的加载光波导，因此，该基底110的材料采用铌酸锂晶体。

该平板光波导120通过向该顶面111镀上金属钛后高温将金属钛扩散入该基底110而形成。在本实施方式中，对应该基底110的形状，该平板光波导120为矩形，该顶面111即为该平板光波导120的顶面，该侧面112为该平板光波导120的侧面。