集成光路工作的工作對象是光波，而光的波長為微米數量級，因此集成光路的截麵尺寸在幾微米到幾百微米之間，其尺寸精度須小於光波波長的十分之一。集成光路中都是一些微型的光學元件，正象電路是由一些導電的電線將各種電子元件連接起來而組成的那樣，集成光路是由傳光的“導線”將各種集成光學元件連接起來的。這裏，將主要的集成光學元件作一簡單介紹。
1.薄膜光波導
薄膜光波導是集成光路中傳光的“導線”，它將光路中的各個微型光學元件連接起來。光波作為導引波被限製在薄膜光波導中傳輸，按照光的全反射原理，波導折射率必須比鄰近介質折射率高。薄膜光波導的透明介質的折射率，周圍介質的折射率，空氣的折射率，薄膜光波導可以做在介質之上或之中。象光學纖維傳光那樣，由於折射率光線在一定入射角的情況下，就能夠經過兩薄膜界麵的多次全反射而傳輸。
由於薄膜光波導的尺寸可與光的波長比擬，因而光在其中的傳輸現象應當用波動理論來解釋。理論分析表明，薄膜光波導也有傳輸模式問題。由控製薄膜厚度和波導橫向寬度，以及波導與周圍介質間的折射率差，就能夠得到一定模式的傳輸。每一種模式，都有它自己獨特的場結構和傳播速度。單模波導輸出的是一個光斑，尺寸較小的多模波導輸出的是幾個光斑或複雜的花樣；尺寸大、模式多，則花樣將是混亂不清的大光團。
薄膜波導傳輸光能，由於波導尺寸很短，因而衰減很小。不過，引導光束轉彎的彎曲光波導，轉彎不能太急，否則就會產生較大的光能損失。彎曲半徑與材料相對折射率有關，相對折射率差越大，可允許的彎曲半徑就越小。
2.薄膜激光器
激光器的種類繁多，其中半導體激光器體積很小，其製造工藝本來就是與集成光路相似的。例如，半導體激光器中的雙異質結砷镓鋁激光器，它已經是一種集成光路，即一種集成的光振蕩器，因為其內部存在一個集成的薄膜波導諧振腔。利用集成光路工藝，還可以將砷镓鋁激光器製成分布反饋砷镓鋁雙異質結激光器。分布反饋具有選擇性，因而產生的激光單色性好，譜線寬度達0.5□，這對於大容量光學纖維通訊係統是十分重要的，可以減少纖維材料色散對脈衝展寬的影響。分布反饋激光器頻率的溫度特性比雙異質結激光器好，輸出光的模式也較好。
薄膜激光器是集成光路中的光源。從薄膜激光器的結構形式和激光的形成方式來看，有複合耦合激光器、尖劈耦合激光器、瞬息耦合激光器、光柵耦合激光器、分布反饋激光器等。
3.薄膜耦合器
為了使集成光路集成化，如何將激光器發出的光高效率地耦合到光波導中去，則是一個重要的課題。將外麵的激光束發射到均勻薄膜波導中去，可以采用各種類型的耦合器。 本章尚未完結,請點擊下一頁繼續閱讀---->>>