偏振损失降低的多材料结构及方法技术

本发明专利技术包含一种多材料结构，它至少包括两种组件，光通过这两种组件而传播。这至少两种组件由不同材料构成，并在每一组件的端表面或直接或间接地相互连接。端表面不垂直于光传播的方向。多材料结构所具的与偏振有关的损失小于组件端表面垂直于光传播方向的情况。发明专利技术的实施例特别可用于波导管基片／光导纤维交界面。还包含一种方法，用于降低连接组件之间的与偏振有关的损失，光通过这些连接组件而传播。（*该技术在2021年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及多材料组装件，光通过它们而传播，更具体地讲，涉及波导管。对于在波导管之上和/或之下具有金属电极的光学波导管装置，降低装置的PDL的常规方法是增加波导管与电极之间的缓冲层的厚度。但较厚的缓冲层会使装置具有更高的操作电压，这是不符要求的。因此，对波导管存在这样的需要，即它具有降低的PDL，同时基本保持，或降低其操作电压。还包括降低光传播通过的连接组件之间的与偏振有关的损失的方法。附图说明图1示意地表示了连接至基片的光导纤维的透视图。图2示意地描述了连接至基片的光导纤维的侧视图。图3示意地描述了光导纤维及端表面角度的侧视图。图4示意地描述了基片及端表面角度的侧视图。有利的是，本专利技术的实施例补偿在波导管端部上的PDL，因而波导管本身不必须是低PDL的。随着低波导管PDL限制的取消，较薄的缓冲层可以使用，且波导管装置能保持低电压，以及其它要求的设计特点。因为PDL是通过增加在高损失偏振中的光线(而不是减少在低损失偏振中的光线)得到补偿的，装置的总损失得到改进。本专利技术的原理将根据波导管基片/光导纤维交界面加以说明，它只是本专利技术实施例应用的一个实例。本领域的那些技术人员将理解到，本专利技术的原理也可应用于光传播通过的、不同于波导管的多材料组装件。图1示意地描述了按本专利技术展示性实施例提出的波导管基片/光导纤维交界面。光学波导管102成形于基片104中。波导管基片端表面106紧邻光导纤维108的端表面110。图2示意地描述了波导管基片/纤维交界面的侧视图。光传播通过光导纤维108和基片104。光导纤维端表面110和紧邻的基片端表面106可在其间具有间隙，可直接连接，或可在其间具有一层或多层中间层。中间层可例如加速组件的连接，或增强波导管的性能或能力。中间层可相互直接连接、可直接连接至光导纤维和基片的端表面、或可在任何组件之间有一或多个间隙，其中，“组件”包括中间层、基片和光导纤维。在专利技术的展示性实施例中，中间层(若干中间层)可具有约1000至约105的组合厚度，不包括间隙在内，一个示范性厚度为104。图3和4分别描述了端表面110和106可按本专利技术实施例形成的角度。如图3所示，光导纤维端表面110成角度302，它不是垂直于光传播通过光导纤维的方向。如图4所示，基片端表面106成角度402，它不是垂直于光传播通过基片104的方向。在专利技术的一个示范性实施例中，基片角度402和光导纤维角度302基本相互互补。而在本专利技术的一个示范性实施例中，光导纤维角度302大于基片角度402。光导纤维的抛光角θ1(302)和基片的抛光角θ2(402)通过解下述方程组而确定PDLc＝-20Log10(Cos(θ1-θ2))n1sinθ1＝n2Sinθ2其中PDLc是与偏振有关的损失，n1是光导纤维的折射率，而n2是基片的折射率。一个示范性情况是具有n1＝1.45的石英玻璃纤维连接至具有n2＝2.22的铌酸锂基片。为获得0.15dB的PDL补偿，抛光角θ1和θ2分别为29°22′和18°43′。光导纤维角度的原理性范围是从约10°至约40°，而示范性角度为约30°。基片角度的原理性范围是从约5°至约25°，而示范性角度为约18°。在专利技术的一个说明性实施例中，基片是铌酸锂。但是，基片可以是适合于波导管的任何基片材料。有利的是，倾斜的基片和光导纤维表面能形成这样的装置，它具有降低的PDL，同时，保持或降低装置的操作电压。在专利技术的一个说明性实施例中，操作电压在约1V至约50V的范围内，而示例性电压为20V。对应用于波导管以外的情况，制成多材料结构的组件可选自光能传播通过的任何材料，其中PDL通过按本专利技术实施例提出的端表面的倾斜而得以降低。紧邻的组件可在其间具有间隙，或直接相互连接。虽然本专利技术的描述具有特殊性，但本领域的技术人员显然清楚其附加的优越性及修改方案。例如，端表面角度和结构材料均可在本专利技术范围内进行变化。因此，并不企图将本专利技术限制在特殊的说明性实施例上，而是应在所附权利要求及它们等同物的全部精神和范围内加以解释。权利要求1.一种多材料结构，包括由第一种材料构成的第一组件，光通过它而传播，第一组件具有一个端表面；由第二种材料构成的第二组件，光通过它而传播，第二组件具有一个端表面，第二组件的端表面紧邻第一组件的端表面；以及其中，第一组件的端表面不垂直于光通过第一组件传播的方向，第二组件的端表面不垂直于光通过第二组件传播的方向，且其中与偏振有关的损失小于第一和第二组件的端表面垂直于光传播方向的情况。2.根据权利要求1的结构，其特征在于，第二组件的角和第一组件的角是基本相互互补的。3.根据权利要求1的结构，其特征在于，第一组件的角在约10°至约40°的范围内。4.根据权利要求1的结构，其特征在于，第二组件的角在约5°至约25°的范围内。5.根据权利要求1的结构，其特征在于，第一组件是光导纤维，而第二组件是基片，在其中成形有波导管。6.根据权利要求5的结构，其特征在于，第一组件的角度大于第二组件的角度。7.根据权利要求5的结构，其特征在于，基片是铌酸锂。8.根据权利要求5的结构，其特征在于，还包括位于光导纤维与基片之间的一或多层薄层。9.根据权利要求1的结构，其特征在于，第一组件端表面和第二组件端表面相互连接。10.根据权利要求1的结构，还包括位于第一组件与第二组件之间的一或多层薄层。11.根据权利要求8的结构，其特征在于，所述薄层具有的组合厚度在约1000至约105的范围内。12.根据权利要求5的结构，其特征在于，波导管所具有的操作电压在约1V至约50V的范围内。13.一种方法，用于降低连接组件之间的与偏振有关的损失，该方法包括形成由第一种材料构成的第一组件，第一组件具有一个端表面，第一组件的端表面不垂直于光通过组件传播的方向；和形成由第二种材料构成的第二组件，第二组件具有一个端表面，第二组件的端表面不垂直于光通过组件传播的方向。14.根据权利要求13的方法，其特征在于，第一组件的角度和第二组件的角度基本是相互互补的。15.根据权利要求13的方法，其特征在于，第一组件的角度位于约10°至约40°的范围内。16.根据权利要求13的方法，其特征在于，第二组件的角度在约5°至约25°的范围内。17.根据权利要求13的方法，其特征在于，第一组件是光导纤维，第二组件是基片，在其中具有波导管。18.根据权利要求17的方法，其特征在于，还包括，在基片与光导纤维之间设置一或多层薄层。19.根据权利要求18的方法，其特征在于，薄层(一些薄层)形成的组合厚度在约1000至约105的范围内。20.根据权利要求17的方法，其特征在于，基片是铌酸锂。21.根据权利要求13的方法，其特征在于，第一组件和第二组件的端表面相互连接。22.根据权利要求17的方法，其特征在于，波导管所具有的操作电压在约1V至约50V的范围内。全文摘要本专利技术包含一种多材料结构,它至少包括两种组件,光通过这两种组件而传播。这至少两种组件由不同材料构成,并在每一组件的端表面或直接或间接地相互连接。端表面不垂直于光传播的方向。多材料结构所具的与偏振有关的损失小于组件端表面垂直于光传播方向的情况。专利技术的实施例特别可用于波导管基片/光导纤维交界面。还包含一种方法,用于降本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种多材料结构，包括：由第一种材料构成的第一组件，光通过它而传播，第一组件具有一个端表面；由第二种材料构成的第二组件，光通过它而传播，第二组件具有一个端表面，第二组件的端表面紧邻第一组件的端表面；以及其中，第一组件的端表面不垂直 于光通过第一组件传播的方向，第二组件的端表面不垂直于光通过第二组件传播的方向，且其中与偏振有关的损失小于第一和第二组件的端表面垂直于光传播方向的情况。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：陈安涛，德特列夫B格卢希恩斯基，罗伯特W史密斯，
申请(专利权)人：艾格瑞系统光电子监控有限公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]