Prism Coupler(稜鏡耦合)

我們在製成一個波導後,可以用這個方式來測試到底有沒有光可以在這個波導內形成駐波,也就是是否有光可以在我們所做的波導中前進而不會散掉。稜鏡耦合(Prism coupling),是在量測波導折射係數分布上常用的一項技術,其原理如Fig(3-1)所示:

      顧名思義,稜鏡耦合就是將光經由稜鏡耦合到波導之中,但其中必須滿足下列條件:

1.   入射光於稜鏡底部產生全反射。

由波動光學於全反射時之分析,可以得知,入射光雖然發生全反射,但卻會產生一滲射波(evanescent wave),其能量的分布是往-Z方向呈現指數的衰減(exponential decay)[12]。因此當波導與稜鏡底部的距離很遠時,滲射波的量趨近於零,不會有能量耦合至波導之中;但當波導與稜鏡底部的距離很小時,滲射波就有足夠的量,也只有在這種情況下,能量才有機會經由稜鏡耦合到波導之中。

2.  相位匹配(phase match)[13]

Prism

 

 

Air

 

 

Waveguide

 

 

 

 

 

Substrate

 

Fig (3-2)

 
除了第一個條件之外,還必須達到相位匹配,能量才會經由稜鏡耦合到波導之中。所謂相位匹配,由Fig(3-2)可知,代表在稜鏡與波導中的傳播係數(propagation constant)必須相等,即 βprism  = βwaveguide

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

整個的示意圖如下:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 


下圖為實際架設: