光導光纖及其同軸半導體光源與檢光器共構的光導系統的製作方法
2023-06-01 15:55:21
專利名稱：光導光纖及其同軸半導體光源與檢光器共構的光導系統的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種使用於通信的光纖及其光源和檢光器共構的同軸光導 系統。
背景技術：
公元2500年前人類發現玻璃，直至羅馬時代才把玻璃抽成細絲來用。 在1950年代醫學界以這些棵絲玻璃成束來傳導影像，希望做成內視鏡;但漏 光太大而傳不清影像，因這些棵絲玻璃純度低且是以外部折射率較低的空 氣估文全反射層。1956年Dr.Narinder Singh Kapany首先杜撰"fiber optical" 光纖這個名字，當時是為了在棵玻璃絲上更精確地包了 一層折射率較低的 玻璃材料做外殼，其可控地造成全反射並避免光漏出去而達到光纖更完全 傳光及影像，以做內視鏡的目的。從此，光纖即以折射率高低不同而分成 內外兩層，並以整個直徑作導光所需折射率分布為底的依據去設計及產制 各種光纖。原在內部折射率較高的棵絲玻璃成為導光的主要部份並以光纖 核心core稱之，外部折射率較低的外殼稱為光纖的cladding纖殼並沿用至 今。而大家公眾所接受其以光線在光纖中以全反射屈曲前進的"光線理論"， 其幾何光學物理描述也沿用至今。
圖1表示習知光纖結構，101部分為光纖核心，102為光纖纖殼。圖 2-l，2-2，2-3為光線在光纖中傳導圖，圖2-3為多模態階射率MULTIMODE STEP-INDEX光纖，圖2-2為多模態斜(漸變折射率)射率MULTIMODE GRADED-INDEX光纖，圖2-1為單模態SINGLE-MODE光纖。以上各種 光纖也皆因初始以玻璃抽絲時，而自然成為圓形狀波導所一再發展的結果; 然在1963年英國STL KARBOWIAK曾提出彈性薄膜波導理論FLEXIBLE THIN-FILM WAVEGUIDE,其雖能以平層波導SLAB WAVEGUIDE的極薄 電介質結構來傳送單模態光波，但因光在由框支持的電介質薄膜周圍空間 傳播如圖3-1所示，由於薄膜301和其上下空氣介質302折射率差極大，薄 膜若非極薄，無法達成實用的傳送損失值，因此放棄此種作法。
同樣如圖3-1的平層波導的實現，1968年R.A.KAPLAN美國發明專利 US 3386787的"MACROSCOPIC OPTICAL WAVEGUIDES"及美國貝爾通信 實驗室MARCTILI等人於1970年的發明專利US 3659916"SINGLE-MODE DIELECTRIC WAVEGUIDE"直接以平層結構的單模態波導系統實現傳播結 果，如圖3-2所示。1974年康寧玻璃公司KECK等人獲得美國發明專利的
US 3806223"PLANAR OPTICAL WAVEGUIDE"亦完成平層波導結構及其 相關的製造方法。由於之前，1964年英國STL華喬高錕，CHARLES K.KAO 及GEORGE ROCKHAM放棄薄膜波導而傾向改用單模態圓形波導光纖後， 於1966年經詳查研究玻璃中的損失要因後，提出將來改良製造技術並使玻 璃中引起損失要因的過渡金屬離子成分低於lppm,即可使吸收損失降為 20dB/Km以下，並可做為遠距離通信用的低損失光纖維。此理論隨後幾年 獲得證實;而因此其決定成為光纖製造發展的方向，並即掀啟光纖通信的大幕。
製造以上傳統習知光纖常用的方法是先製造預型體PREFORM，此預型 體的橫截面結構和最後所要抽絲完成的細小光纖橫截面結構一致即可。
通信用玻璃(石英)光纖的製造過程， 一般包括先製成上述橫截面預形體 Preform md(棒)及再抽絲Drawing兩技術。以目前已成熟穩定的光纖製造技 術而言，光纖在抽絲成細小直徑如常用125微米或其它規格之前，都以放
先行放大製造。然後再放入高溫爐;抽成細絲、。這是光纖製造的兩大步::
所以所有不同種類的光纖內部折射率分布和傳播特性所需的各項設計如材 料選用、幾何結構安排、光學特性、，.等考慮都在預型體製成時大致己定。 因此預型體製造技術是光纖製造技術的核心及關鍵技術。
近二十年來，己為大家所熟知的光纖預形體製造技術主要分成兩大類 的四種方法。兩大類分別為內沉積方法IVPO Inside Vapor-Phase Oxidation process和外;冗積、方法OVPO Outside Vapor-Phase Oxidation process 。 內'沉,只 方法又有MCVD(Modified Chemical Vapor D印osition即改良式化學氣相沉 積法)及PCVD(Plasma-activated Chemical Vapor Deposition即電漿激勵化學 氣相沉積法)。2004年有我國人楊春足所發明中國臺灣專利第1261073號 VLSD —種直立大量同步管內沉積的光纖預型體製造方法，可大量製造光纖 預型體。
外沉積方法又有OVD(Outside Vapor Deposition即夕卜沉積法)及 VAD(Vapor-phased Axial Deposition即軸向化學氣相沉積法)等共多種預型體
通信用的光纖是一種具有傳送電磁(°光;波從一端點至另 一遠端、的能力。 如前所述，傳統的光纖是條細長均勻透明的材料;但沿著其橫截面具有折射 率變化的安排。例如其較高折射率中心的核心部位被有較低折射率的纖殼 部位所包住。如此的光纖可從純矽纖殼的熔矽材質，包住己摻雜的矽材使 其折射率提高的核心而製成。則光在核心被限制住，並以發生在界於核心 及纖殼間的全反射傳送。通常此類型光纖都含有高於一種模態的光波被限 制在核心內傳導，稱為多模態，而各模態以不同路徑速度傳導，這常使輸
出端光脈衝寬PULSE WIDTH變寬，稱為色散DISPERSION。
此種多模態色散其結果為群延主因，使頻寬降低。因此有以拋物線形 核心結構的斜射率分布型光纖GRADED INDEX MULTIMODE OPTICAL FIBER將各種不同速度的模態以自我聚焦方式an optical self-focusing如圖 2-2所示來提高頻寬的方法;但因拋物線形核心結構的折射率分布在製作上， 當從軸心最高折射率在摻雜量往外增加距離而逐漸降低摻雜量時，控制在 摻雜量設備精確度、復現性及複雜度的問題及漸變折射率間產生的漣紋 ripple,皆難以符合理論設計上的最佳頻寬表現。最後，為了使各模態速度 一致而成為同時出發且同時到達遠端的通信目的，不得不採取讓核心縮小 至只剩唯一 即基本模態的光被限制在核心內傳導的方式來消除模態分散,
即成為單模態光纖。
除了極短距離使用多模態斜射率光纖如LAN網絡外;至今，用在通信的 光纖市場有90。/。以上為單模態光纖，可見單模態光纖為光纖通信的主要產 品。但在單模態光纖內，主要傳送光波的媒材核心;其面積卻只佔全體光纖 面積的1%，其餘99%只用做全反射的反射層及強度支撐用，十分可惜!在 考慮光纖強度及接續操作容易的條件下，不去改變傳統光纖外徑125|im時， 可發現單模態光纖內還有許多可用的面積存在，理應充分加以利用。例如 提高單模態光纖的光通量以提供接收端更多的光子能量供應，增加接收端 的功率能量來源，以使相同靈敏度的檢光器可以移至更遠距離的接收機使
以;低系統成本。或i^低靈;度檢光器降低k ii本並增長通信距離:'、
以免浪費精純的半導體資源。
光纖通信除了要求系統成本效益外，也期望使用完美無缺的產品。在 數十年來親身從事光纖製造經驗，尤其在以內沉積法製程去熔縮預型體後 的許多光纖製造經驗來看，不論是單模態光纖或多模態光纖在折射率分布 中心皆有凹陷的問題產生如圖4-1,4-2所示。
圖4-1為單模態光纖折射率分布中心凹陷，圖4-2為斜射率分布中心凹 陷。以目前光纖預型體主要製造方法中的MCVD、 PCVD、 OVD及VAD法 中的前三種方法，皆存有此缺點。因MCVD和PCVD法在完成約數百千層 內沉積步驟(此時尚存有中空狀態，稱為預型管PREFORMTUBE)並進行熔 縮後、及OVD法在完成約數百千層外沉積步驟並進行脫水及透明化後(此 時尚存有一小中空孔狀態，亦可稱為預型管)，其中空尚未成實心部分的沉 積層的Ge0.sub.2摻雜材料因大量揮發出去，而造成折射率分布中心凹陷， 常困擾本人的思維至今。
通常GeO.sub.2摻雜核心層是為了增加折射率。但當施以更高於沉積溫 度的熔縮或透明化製程，常使其揮發而降低其在純矽中的濃度，也就無法
達到原預期的折射率值。因此不論是單模態光纖或多模態光纖的折射率分 布中心凹陷，都不利於光纖的傳輸特性。這全非以上三種光纖預型體製程 的缺點;而是傳統以直徑為導光折射率分布的全反射光路為依據時，其折射 率分布中心的較高折射率部分，剛好在製造時暴露在長時間高溫加熱的實
際最後製程而產生GeO.sub.2參雜高溫揮發，而引起折射率分布中心凹陷的 錯誤。
傳統以直徑為導光折射率分布的依據製造光纖，除了引起折射率分布 中心凹陷外;以內沉積法做預型體製程的MCVD及PCVD法在完成所有沉 積層步驟成為上述還尚屬空心的預型管後，常因無法立刻做預型體品管量 測及抽絲，而影響製造效率。因最內部還尚屬空心的核心層在熔縮 COLLAPSE前沒受到保護，容易在各操作過程時汙染以至抽絲、成實心後 影響損失特性甚大。而且為了提高折射率目的所摻雜二氧化銬的參雜濃度， 是由外往內逐漸增加，至最中心的核心層為最高摻雜濃度。由外往內層的 材料膨漲係數因而逐漸增大而止於中空的開放部分。此種預型管內外層材 料膨漲係數不均的情形，常因製程變化或環境溫差的變化過大造成嚴重龜 裂。因此必須直接熔縮成實心才能移出品管量測及抽絲，造成許多問題。
折射率分布中心凹陷而降低頻寬的情形，在多模態光纖十分普遍;尤其 是在LAN網絡多模態的斜射率光纖特別嚴重，雖然有發展技術將雷射射入 核心較外環部分或使用中空的環形核心光纖RING CORE HOLLOW FIBER 的方法，即避免受中心折射率凹陷影響波導不完全的彌補方法，但只是過 渡性暫用己布放至管道光纖的方法，並無法徹底提高頻寬。在單模態光纖 方面，因其只有極小直徑的核心部位，折射率凹陷部分佔整體折射率不均 比例甚大，影響更是嚴重。此雖有折射率分布中心凹陷補償的技術;但皆耗 時費功且並不盡理想。
單模態光纖的高頻寬傳輸特性無疑是光纖通信最高質量的主要產品。 但是單模態光纖卻只有極小直徑的核心部位可供傳送光能，目前傳統習知 單模態光纖核心光通量極低，為了傳送更遠距離，皆以較大功率的雷射光 源聚焦縮小光點進入光纖核心來達到目的;且其側射型強光雷射如圖5所示 的橢圓形光輻射波形505聚焦進入圓形微小核心結構，不符自然法則，致 浪費功率且需增加控制電路費用及冷卻高電流產生高溫的裝置，增加系統 成本。圖5的501為電41, 502為基板，503為作用層，504為發光區域， 506為Si02絕緣層。
面射型雷射光源VCSEL如圖6所示的圓形出射波雖能與圓形核心匹 酉己;但因上下所做分布的布拉格反射鏡DBR光柵極細層的沉積層或磊晶成 長層601及605,因高折射率及A/4低折射率材料磊晶層在組件被順偏時， 通過這些極細層的電壓降，特別是異質接面，其伴隨的能帶的不連續會妨
礙電流流動。此引起的不穩定電流不利於功率的提升致無法做高功率的輸 出，無法取代側射型雷射。因此側射型雷射的橢圓形光輸出匹配圓形核心 仍然是不符自然法則的缺點。
發明內容
鑑於上述先前技術的背景依據所製造的傳統習用光纖及其光源和檢光
器，其有下列六項缺點；致習知光纖通信系統的光纖、光源及檢光器無法發 揮最自然匹配的整合效果
一、 使用MCVD、 PCVD及OVD等方法製造習知光纖皆無法製造出折 射率分布中心完美的事實。因己沉積完成最高折射率分布中心附近數層，
尚在空心的軸心區域，高溫使中空逐漸收縮成實心的製程，讓毫無遮蔽保 護的沉積層中，其內部提高折射率的GeOsub.2參雜材料，因大量揮發出去 而降低了預定的折射率，造成折射率分布中心凹陷;產生中心導光不全的缺 點。
二、 預型管內層曝露無法預先品管且浪費熔縮製程成本。使用MCVD 及PCVD等內沉積方法製造習知光纖預型體時，當己沉積完成最高折射率 分布中心附近數層後，因尚屬空心的原預定軸心區域層，在未經熔縮成實 心的預型體前，除非十分嚴苛的溫度環境保護;否則難於移至普通環境做折 射率分布量測以預先品管。尤其是MCVD及PCVD法此時的預型管中空部 分內徑甚大且無保護，因此必須直接熔縮製程，避免最重要的核心汙染致 引起OH離子吸收損失及內外應力差產生的龜裂。但又因預型管內層曝露 且又必須直接熔縮，在數小時熔縮過程為了避免預型管因外部加熱高溫氣 體沖擊而凹陷變形，又必須通入氣體保持一定內壓以維持預型體真圓度及 抽絲後光纖真圓度。由於長時間的內部通氣時，通氣系統的氣密度和氣體 的含水分問題，常使日後光纖內主要導光核心OH含量增加，造成損失增 加的問題。
三、 最高頻寬的單模態導光核心太小接續不易，且其有效導光材料使 用比率太低，浪費高純度材料資源，不符環保及精純材料善用法則。現採 用的光纖通信最寬帶域的單模態光纖主要核心太小，只約10pm直徑。其導 光核心面積佔不到光纖截面積百分之一;卻要用99倍大的面積支撐使用，單 位面積可用的有效導光材料使用面積比率(A)太低，浪費精純材料資源。如 以外徑125jim，核心直徑10|im的單模態光纖為例，其有效導光材料使用面 積比八=52兀/62.52^100%=0.64%，實在太低!可見其錯用最佳單模態光波傳送 通信位置。
四、 習知單模態核心導光面積太小，不但光通量低而降低可接收距離; 且其必須以強光雷射的橢圓形輻射波形聚焦進入圓形微小核心結構，又不
符自然法則，致增加系統成本。602為作用層，603為緩沖層，606為環形 電極。現傳統採用的光纖通信最寬帶域的單模態光纖主要核心太小，由於 導光面積很小，孔徑值又低，因此必須以強光雷射光源經透鏡聚焦整形， 再射入小圓核心，才能傳送到更長距離。這不但要採用昂貴的雷射，且增 加控制電路費用及冷卻裝置，增加系統成本。
五、 光源橢圓形輻射波形狀對光纖圓形核心匹配問題-又因強光雷射目 前皆為側射型，其產生的橢圓形輻射波，無法與圓形核心的波導完全匹配， 致生功率浪費。甚至因橢圓形光一開始即具有垂直及水平軸向電場幅度不 相等的極化模態偏差值。在進入光纖內傳輸長距離後，因光源初始垂直及 水平極化值大小微偏差且又經長距離光纖波導結構內部幾何不均的內部應 力差及外部成纜過程產生的應力原因，致在接收端產生 POLARIZATION-MODE DISPERSION(PMD)偏極化模態色散失真，尤其以 更高速率通信時影響頻寬更為嚴重。
六、 光纖輸出光強度分布與檢光器檢光效能匹配問題-因傳統光纖輸出 光波，其強度分布形狀為從軸心最強並依離軸心距離的增加而強度減弱成 為高斯分布的形狀，而光通信採用最多的前照式檢光器，其表面電極又為 環狀供電，如圖7所示。701為空乏層，702為S(02絕緣層，703為環形電 極，704為抗反射層，705為p-型半導體層，706為電場分布，707為光子 射入，708為n-型基板。當表面環狀電極703和底層平面電極的兩電極對中 間各層半導體逆偏壓供電，因上表面中間中空的環形電極其內緣端面的電 子密度較高，及電流走最短距離的作用，其空乏層區電子與電洞形成電位 障壁的電場分布,形成軸心中心區域比外環低的不均現象，則因受激產生電 子與電洞對，受空乏層701DEPLETION LAYER內電場由軸心最小至外環 漸大的不均勻分布作用。反觀此種由光纖輸出中心最強光能分布的光訊號 高斯分布(GAUSSION DISTRIBUTION),卻進入擁有中心檢光反映效率較 低的不匹配，不符合自然法則。造成檢光器軸心推動區域的電場分布產生 中空低分布狀態。故空乏層呈現環狀分布,其不完整分布易降低檢光效能及 產生噪聲。
在世界銅資源逐漸短缺及光纖製造技術已發展二十多年歷史情況下，
人們對頻寬須求逐日殷切時，光纖還無法快速肩負替代通信媒材的任務，人 類還無法享用光纖到家寬頻利益;以親身投入此項技術二十五年努力的經歷 者而言，甚感遺憾！
因此，以上現有傳統光纖技術的缺點為本發明所要解決的問題。
為提出二案一體三項的發明，、以重新^位光纖波導二結構:'半導體光源及
半導體檢光器等結構做為同時解決上述問題的技術，並以整合成一同軸共構
的同軸光導系統來加以完整應用。三項發明為
(1) 同軸光導光纖:本發明的同軸光導光纖是以折射率分布在半徑所制 成;異於習知以折射率分布在直徑的光纖。構成同軸的圓外殼和軸心部折射 率相同，導光依據的折射率分布其中心已從軸心移到光纖所有半徑上;光改 在軸心和其同軸的圓外殼間傳導，而不在軸心中傳導，如此因軸心折射率
和外殼折射率已相同，從而使光波從傳統集中於光纖軸心的核心傳播的安 排，移到各半徑的中間所組成的圓環形帶狀核心傳播，如圖8-1,8-2所示。
圖8-l示同軸多模態斜射率光纖的圓環形核心803中自我眾焦方式的傳 播，其以大眾所能了解的光以幾何圖示路徑方式全反射於相同折射率的軸 心及外殼的同 一半徑上:亦即以光纖的半徑縱向切面為導光面的設計來產制 光纖;取代傳統以直徑縱向切面為導光面的光纖設計。圖8-2圖示同軸單模 態光纖801圓環形核心802中的光傳播。則本發明的光纖結構已異於傳統 光纖結構，如圖9-l，9-2,9-3所示。並產生新的部位名稱，舉圖9-1例如下: 新的環層結構主要的導光區域901稱為圓環核心層ANNULAR CORE,其折 射率為nl。而作為產生全反射作用的內外兩較低折射率的部分分別稱為外
內殼(INTERCLADDING)，內殼折射率以^2表示，外殼折射率^ 。:2表示， 因折射率相同即in2=。n2。但有時為考慮導光的環核心摻離材料對光波傳播 特性的影響，或如比折射率差(A。/。)對微彎引起的損失敏感度或其他因素如 OH水份的防止進入核心而作成兩層以上的殼層，如平殼層MATCHED CLADDING及凹殼層DEPRESSED CLADDING以調整比折射率差者，皆 可以另符號表示。
圖9-1為本發明同軸光纖的單模態階射率光纖，圖9 -2為本發明同軸 光纖的多模態斜射率光纖，圖9-3為本發明同軸光纖的多模態階射率光纖的 結構及其各自光纖內光波傳導方式。
(2) 同軸半導體光源:因同軸光纖中心軸殼不再導光，而導光的環核部分 正圍繞著軸心殼，此正好可將光源軸心改變成中心電極供電的部位，並構 成以同軸導體所形成的同軸半導體光源。使正負內外同軸的兩電極形成對 中間發光的環形半導體層同軸方式供電，達成圓環形發光體對圓環形核心 光纖完美發射光波的目的，避免產生習知的射入光功率損失。符合本發明 同軸光纖最佳的能量形狀匹配。
同軸半導體結構的雷射光源結構如圖io-l所示，1001為軸心正電極， 1002為外環負電極，1003為n-型基板，1004為n-型半導體層，1005為p-型作用層，1006為p-型半導體層，1007為反射層。圖10-1為本發明同軸 化的半導體環形層雷射結構剖面示意圖(以下剖面圖為從中央剖開對半的示 意圖，除圖16， 17, 18， 22， 23-1， 23-2， 24， 25， 26外)，圖10-2為傳統
平層化分布製造的半導體雷射基本結構示意圖，1004為n-型半導體層，1005 為p-型作用層，1006為p-型半導體層，1007為反射層，1008為正電極， 1009為負電極，IOIO為雷射輸出。而本發明所示各同軸半導體光源，可依 構成各種發光功能的圓環形半導體層的安排，去製造能達成發光作用以完 美射入同軸光纖者，例如以同軸DFB分布回授型半導體雷射或同軸可調波 長的半導體雷射等習知發光原理去安排意欲達成的發光作用。
(3)同軸半導體檢光器:因同軸光纖中心軸殼不再導光，從同軸光纖射出 光波形狀亦為圓環狀;故傳統檢光器中間受光部位不再有使用必要且可能成 為噪聲的來源。此軸心部位正好可以成為供電的電極部位，並構成以同軸 導體所形成的同軸半導體檢光器。使正負內外同軸共構的兩電極形成對中 間受光的環形半導體層做同軸供電，達成對環形核心光纖完美接收光波的 目的，可避免產生傳統技術的射入光功率損失並提高靈敏度。此符合對本 發明同軸光纖最佳的能量形狀匹配。
同軸化半導體結構的檢光PIN 二極體及雪崩APD檢光二極體結構如圖 11-1及圖12-1所示，圖11-1,12-1為本發明同軸化的半導體層檢光器結構圖， 圖11-2，12-2為傳統平層分布半導體檢光器結構示意圖。而本發明所示各同 軸半導體檢光器可依構成各種檢光功能的圓環形半導體層的安排，去製造
能達成對同軸光纖所射出光的檢光作用者。圖12-1中，此同軸APD包括供 正電的導體軸心電極1101及供負電的同軸外環導體1102，與其間多層環形 同心半導體層共同設置在一P+型InP1106基板上製成。1103為n+InP,1201 為p-InP倍增層，1104為n-InGaAs本質INTRINCT吸收層，1105為P+-InP 層，1107為反射層，1108為抗反射層。圖11-2的1008為正電極，1009為 負電極，1109為光子射入。 it見i羊細i兌明長口下
一、同軸光導光纖可解決上述缺點一的問題。光導同軸光纖其導光折 射率分布依據重新定位在半徑上後，光波能量主要集中通過的折射率分布
中心，已移到半徑中段部位，因此製造預型體採用管內沉積製程的MCVD 法及PCVD法的沉積步驟，是由最外殼層的折射率依據去調配摻雜材料開 始，往內層的一層又一層的折射率增加的安排依序沉積，並往內層逐漸增 厚。當完成折射率分布中心的最高折射率層沉積後，開始依序逐漸降低折 射率層的沉積。最後完成和外殼石英管純矽材料相同折射率的數層純矽沉 積步驟，此時完成的整支透明的預型管即可進行熔縮製程。
如圖13-1,13-2以多模態斜射率光纖預型體的沉積例所示，圖13-1為預 型管沉積完成後未熔縮成實心預型體的剖面折射率分布，沉積順序由A,往 An, 130為石英管，131為折射率分布，132為折射率分布無中心凹陷，133 為預型管中空。圖13-2為預型體經熔縮成實心預型體的剖面折射率分布。
心折射率和外殼折射率相同，摻雜較高折射率的沉積層已遠離移到各半徑 中段部位的安排。成功避免高折射率摻雜物在高溫熔縮製程而揮發滲出。 同樣地，OVD法是以由內軸心折射率和外殼折射率相同的純矽層開始由內
層往外依序沉積(順序和MCVD及PCVD法相反，即由An往AJ。當完成 最後沉積步驟並進行高溫脫水及透明化的製程時，因本發明的軸心折射率 和外殼折射率相同的安排，摻雜較高折射率的沉積層己遠離移到各半徑中 間部位。成功避免高折射率摻雜物在高溫製程而揮發滲出。故本發明以光 纖的半徑縱向切面為導光面的設計所產制而成的光纖，使用MCVD、 PCVD 及OVD等方法不會產生折射率分布中心凹陷的問題，並使三種製造方法得 以發揮其各具有的製造優勢。
二、 同軸光導光纖可解決上述缺點二的問題。光導同軸光纖其導光折 射率分布依據重新定位在半徑後，由上項說明沉積完成的整支透明預型管
可預先品管並可直接抽絲。當己沉積完成後，因尚屬空心的原預定軸心區 域層折射率和外殼折射率相同，在未經熔縮成實心的預型體前，預型管內 外層材料結構一致，可移至普通環境做折射率分布量測以預先品管，無虞 汙染內管。甚至可於品管量測後直接抽絲，以節省大量的熔縮製程費用。 雖MCVD及PCVD法此時的預型管中空部分內徑尚大，最重要的導光核心 部分因有數百層無銬摻雜的純矽保護層，且已遠離後製作的汙染，且內外 應力差也因材料的內外對稱分布的一致性而平衡，消除應力差夠大產生龜 裂的問題。
三、 同軸光導光纖可解決上述缺點三的問題。通信用光纖為了降低傳 輸損失特性的要求，使用純度極高的昂貴材料製成，其中也包括使用精密 昂貴設備成本，所製造的產品可謂寸材萬金。因此如何有效安排和有效使 用光纖內波導材料以提高光通量，來傳送更多能量的目的，是件可貴的成 本考慮。單位面積有效的光通量可以衡量材料是否有效率的使用。將光纖 單位面積有效的光通量設為A，並以有效光通比稱之，則A用下式定義formula see original document page 13
式中Af為光纖的橫截面面積。Aw為光纖內導光的橫截面面積。如圖 14-1,14-2所示，若以一有相同外徑125|am的單模態光纖1401計算，設傳 統的圖14-1單模態導光核心1403直徑為10pm，有效光通比為AT,而本發 明玻璃同軸光纖其新的單模態光纖1402如圖14-2所示，如亦以相同截止波 長時的圓環形平層波導結構的10pm厚度2t計算，則t為formula see original document page 13
(2)式為平板型導波路的理論計算，式(3)為圓筒型導波路理論計算，則
求得平板層本同軸單模態光纖的波導層1404之厚，其t=0.653a=0.653x 5=3.3，亦即平板層厚2t=6.6)am厚度。
故其有效光通比為An來比校，由式(l)求得
AT=:tx52/7ix62.52x腦％=0.64%
AN=7ix(34.552-27.952)/7cx62.52xl00%=10.56%
AN/AT=M56/0.似=16.5倍，
由以上兩者的比較，製造同樣外徑的一條單^^莫態光纖，可知:本發明的 同軸單模態光纖有效光通比為傳統單模態光纖的16.5倍。有效光通比增加 使有效導光材料使用效率提高16.5倍，讓原來只為了支撐光纖強度及容易 接續的相同面積，也相對增加光通量。這不但增加有效光導材料資源使用 率16.5倍，也提高單模態光纖提供接收端更多的能量供應通道，使相同接 收靈敏度接收端往後延長通信距離的目的。
四、同軸光導光纖可解決上述缺點四的問題。本發明光導同軸光纖其 將導光折射率分布依據重新定位在半徑上，單模態導光區域從傳統軸心的 小圓核心，往外擴大成在各半徑中段組成的環形帶狀面積，可使導光面積 增加16.5倍，有效光通比增加16.5倍，使傳統核心極小的第四項問題得以 解決。如以上例來計算傳統及本發明的單模態光纖內導光的橫截面面積 Aw，傳統的單模態光纖為Aw^5、^25兀pml本發明的單模態光纖為 Aw=(34.552-27.952)7i=412.57t|im2。
兩者的導光面積相差412.5/25-16.5倍。光通量和導光面積成正比，使 用本發明的同軸單模態光纖的導光面積增加16.5倍，也因此可提供16.5倍 的單模態光纖內能量供應通道。在此單模態平層導光結構所傳遞16.5倍光 波能量供應下，如接收端檢光器靈敏度不變情況下，可大大地降低光源激 光功率及成本，或以相同的光源雷射功率去增長通信距離。
設P。為輸入檢光二極體的光功率，Np為每單位時間射入檢光二極體的 光子數，1)為光線頻率,h為蒲朗克常數。貝'J:
Po=Np x hm
設傳統單模態傳送進檢光二極體的光功率為Po(l)，本發明單模態傳送 進檢光二極體的光功率為Po(2)，則 Po(l)=Np x hm Po(2)=16.5Np x hi)
因本發明單模態光纖光通量為傳統的16.5倍，可傳送16.5倍的光子量， 因此在相同檢光二極體可以接收Po(2)/Po(1)46.5倍的光功率。16.5倍光功 率的傳送，其可增加光強度10 x l0g16.5=12dB。因此在使用相同靈敏度 檢光器及相同雷射功率的光源的情形下，改用本發明單模態光纖，即可以 傳輸損失0.4db/km的1300nm零色散波長，增加12/0.4二30Km的距離，因
本發明單模態光纖讓傳送零色散波長所攜帶的16.5倍光子量，足夠消耗增
至30公裡遠的距離使相同靈敏度檢光器判別出最少光子接收量。故在接收
端檢光器靈敏度不變情況下，可大大地降低光源雷射功率及成本，或者以 相同的光源雷射功率大大地增長通信距離的目的。
射率分布:半徑上的同;由光纖"光纖導光結構已變成所有二徑上可導光的 線段所組成的圓環形面，亦即靠圓環核部位導光。其軸心的內殼部位不再
導光，正配合本同軸半導體光源軸心電極部位不發光的安排;而以發光的圓 環形半導體層所發射的圓環形光進入同軸光纖的圓環核部位，完成圓環形 對圓環形自然匹配的法則。解決形狀不匹配的功率耗損問題後，也同時解 決PMD偏極化色散損失問題。因形成同軸供電的兩電極對兩電極間圓環形 半導體層所產生電子及電洞流動，取最近距離形成的方向，正好為各半徑 的極化方向，亦即在其形成最大徑向電場作用中，載子及受激的光子依最 大徑向電場推動方向移動。當以本發明同軸半導體層製造單頻或選頻共振 腔產生受激發光的同調光波雷射時，受雷射的極化及輻射方向受本同軸供 電所產生半徑極化方向最強電場的引誘作用，形成依半徑極化輻射的射出 波。此半徑極化波如同水平極化為零的唯一垂直極化波，因此可降低偏極 化色散的問題。如以本發明同軸半導體雷射產生的環形零色散1300nm單頻 同調半徑極化雷射光，射入本發明同軸單模態平層光纖的環核內，半徑極 化光如同進入各半徑縱向切面內傳導的同軸半徑縱向波導光纖力殳(THE RADIIS LONGITUDINAL WAVEGUIDED OPTICAL FIBER),可實現更高頻 寬和更長距離的光纖通信。本發明同軸半導體結構的光源，正好完美匹配 本發明的同軸光纖的環核導光結構如圖15 A及B所示。
六、同軸半導體檢光器解決上述缺點六的問題。因本發明的同軸半導 體檢光器是以形成同軸的兩電極供電，以本軸心電極為中心的同心半導體 各環層厚度一致，電子或電洞皆沿其半徑走最短路徑至外環電極。以逆偏 壓供電所形成環形空乏層或雪崩二極體的倍增層或吸收層的電場分布方 向，皆以依半徑極向分布。如以橫切面來看，其環形空乏層正足以完美匹 配同軸光纖輸出的環形光波，達到最佳的功率耦合檢光目的。雖然傳統檢
為s:i發明光纖最佳的能量形狀匹配:使每一射出的光子有最佳的接收 效益，達到最佳耦合效率以充分發揮檢光效能，還是使用本發明同軸半導
體層結構的檢光器結構最符合自然法則。如圖15B及C所示。又因主要檢 光的空泛層直接受光產生電子電洞對的光電流為驅動電流DRIFT，非擴散電 流，故可提高反應速度，增長通信距離。
總結以上，本發明重新定位光纖內導光的折射率分布依據在半徑上後，
光源和檢光器之間的缺點，並達到下列目的:
一、 以前使用MCVD、 PCVD及OVD等方法所產生折射率分布中心凹 陷的問題從此消失，並讓MCVD、 PCVD及OVD法可以做出折射率分布完 美的各種高質量光纖，使光在光纖內依預定的路徑傳播。
二、 內沉積法完成的預型管，不但可預先品管及直接抽絲，節省大量 熔縮製程成本外;又可使傳給損失降低，頻寬提高。因不必熔縮預型管節省 大量能源而直接抽絲，並可避免傳統數小時熔縮過程中水分子汙染，及在 水平操作玻璃車床上熔縮時，預型體因玻璃車床兩邊夾頭的準直度因高溫 離位和旋轉操作時受到變形的影響.因此類操作變形，常使得完成實心化 的預型體內部結構真圓度降低，核心偏心度提高，使傳輸特性變差，影響 品質。本發明的同軸光纖預型管可經量測品管後直接在垂直抽絲機械上直 接抽絲；可減少預型管實心化成預型體的能源浪費、縮短製造時間及降低水 平熔縮製程機械設備的投入成本。且又因導光核心已不受汙染，可獲得高 品質的產品。
三、 光波能量主要集中通過的完美折射率分布中心，移到半徑中間部 位，又讓單模態光纖內有效光通比提高16.5倍，昂貴半導體材料使用效率 提高，也相對降低製造成本。
四、 光波能量主要集中通過的完美折射率分布中心，移到半徑中間部 位所增加的總光通量提高16.5倍，此集合傳統單模態光纖及多模態光纖雙 重優點，則本發明不但耐接續損失而以可捨棄製作複雜、成本昂貴的斜射 率多模態光纖，就最簡單製作的光纖結構及最完美自然功率匹配的光源和 檢光器，且更可以選用矽質單模態光纖天賜最自然的零色散波長1300nm, 將可以最優勢的條件組合如增長通信距離或降低光源及操作成本，去創造
光纖通信的各種應用，尤其是光纖到家的寬頻應用，實現信息暢流及知識 共享的世界大同理想。
五、 同軸光纖、同軸光源及同軸檢光器三者一體共構，形成最符自然 法則並達到完美匹配的組合，並創新此一同軸光導系統。促進有效導光材 料資源使用率、珍貴雷射激發光能量利用度及已傳送至遠端稀有光子的充 分檢光效益。
六、 同軸世紀的延續-同軸電線電纜貢獻一世紀之久，二十多年來， 傳統習知光纖光導系統雖已證實其抗電磁幹擾、低損失及高頻寬等多種優 點，而將傳統電子通信時代最高頻的同軸電纜線逐漸取代甚至淘汰出局;但 同軸完美的特性有本發明同軸光纖、同軸光源與同軸檢光器三者共構一體 如實施例2及各實施例擴大應用優勢的再現光輝，將電磁波升華為純淨光 波，延續再為人類所用，使大家共享先人累積智慧發掘大自然奧秘的成果。
由於導光折射率分布在光纖半徑上的改變，達到上列目的，光纖通信 以前存在的許多問題，及為了解決這些問題，所採取的先前技術，將因本發 明的重新定位，使以上根本問題不再發生。已往複雜而且提高成本又浪費 材料資源的作法，可以放棄使用並可重新開啟新而有效的光纖製造技術和 通信方式。光纖到家所使用的普及化光纖，可因新一代的簡單同軸單模態 結構，以低功率同軸雷射在零色散波長發揮高頻寬的經濟效應。人類追求 高頻寬信息應用的未來生活，從此光纖新定位的出現，知識分享更為方便 容易，大同社會的理想目標透過大家努力可及早實現。
為解決同軸光導光纖符合最自然的光導結構，而重新定位本發明同軸 半導體光源及檢光器的結構，其實已激發出另一創新的同軸半導體製程， 而超越傳統習知半導體平面製程。此一製造優秀同軸半導體結構的同軸半 導體製程，可制出同軸等距半徑向內建電場及供電結構。因此除了以上同 軸光導光纖所使用的同軸半導體光源及檢光器裝置外;舉例光源部分還可以 同軸發光二極體結構，在平面上組合製造出高解析度直接發光的顯示器及 高亮度的白光照明裝置。舉例檢光器部分還可以同軸檢光二極體結構，在 平面上組合製造出高像素密度的彩色影像感測裝置及高飽和電流輸出的太 陽電池供電裝置。這些以同軸半導體結構創新定義所產制的新裝置，皆以 其同軸半導體層結構和供電結構，所形成等距徑向內建均勻電場，及其成
功避免習知上下電極阻擋光波進出的優點，所共同產生的卓越特性。這將 在以下的實施例部分說明。
四十多年來，有感我華人為西方世界在光電各方面技術創新的貢獻皆 尚未反哺至我國自身工業的價值獲益上。此次本發明在同軸光導結構科技 的創新，重新定義光纖光導結構、半導體光源結構及半導體檢光結構於一 同軸光導結構系統的精神基礎上，將為我中華民族創造本世紀一新的利基。 更值得一提的是在能源開發及耗能減少的貢獻上，同軸發光二極體在白光 照明的節能表現，及同軸檢光發電的太陽電池在飽和電力供電的潔淨電力
開發表現，將是我"華人之光"！
上述說明僅是本發明技術方案的概述，為了能夠更清楚了解本發明的 技術手段，而可依照說明書的內容予以實施，並且為了讓本發明的上述和 其他目的、特徵和優點能夠更明顯易懂，以下特舉較佳實施例，'並配合附 圖，詳細說明如下。
圖1為習知光纖剖面結構示意圖
圖2-l，2-2，2-3為習知各種光纖構造及各波導示意圖
圖3-1為彈性薄膜波導結構示意圖
圖3-2為1970年發明專利US3659916平層波導示意圖 圖4-1為單模態光纖折射率分布中心凹陷 圖4-2為斜射率分布中心凹陷 圖5為側射型雷射的橢圓形光輸出輻射波形示意圖 圖6為傳統環狀供電前照式面射型VCSEL雷射光源剖面示意圖 圖7為傳統環狀供電前照式檢光器其空乏區電場分布示意圖 圖8-1為本發明同軸光纖的多模態斜射率光纖的結構及光纖內光波傳 導方式示意圖
圖8-2為本發明同軸單模態光纖的結構及光纖內光波傳導方式示意圖 圖9-1為本發明同軸光纖的同軸單模態階射率光纖的結構及光纖內光 波導方式示意圖
圖9-2為本發明同軸光纖的多模態斜射率光纖的結構及光纖內光波導 方式示意圖
圖9-3為本發明同軸光纖的多模態階射率光纖的結構及光纖內光波傳 導方式
圖10-1為本發明同軸化的半導體環形層雷射結構剖面示意圖 圖10-2為傳統平層化分布製造的半導體雷射基本結構示意圖 圖U-l為同軸化半導體結構的檢光PIN二極體，為本發明同軸化的半
導體層PIN檢光器結構剖面示意圖
圖11-2為傳統平層分布半導體PIN檢光器結構示意圖
圖12-1為同軸雪崩APD檢光二極體結構，為本發明同軸化的半導體層
檢光器結構剖面示意圖
圖12-2為傳統平層分布雪崩APD檢光二極體結構示意圖
圖13-1為預型管沉積完成後未熔縮成實心預型體的剖面折射率分布，
沉積順序由A,往An
圖13-2為預型體經熔縮成實心預型體的剖面折射率分布示意圖。 圖14-1單模態導光核心直徑為9pm。
圖14-2本發明玻璃同軸單模態光纖，在相同截止波長條件的薄膜厚
7(im。
圖15為同軸光導系統實施例為由一同軸光纖、同軸光源及同軸^r光器 三者同軸共構組成的光纖及收發端結構剖面示意圖。
圖16為同軸光導系統實施例2的剖面圖，為由同軸的半導體收發器同 軸共構製造在同一基板上，以共用唯一同軸光纖節省一條光纖的應用例子
圖17為在同軸彩色顯示器結構實施例3示意圖
圖18為同軸彩色發光二極體結構立體剖面示意圖
圖19為實施例4紅綠藍光三條同軸化長線形發光二極體組成白光固體
照明結構示意圖
圖20為雙異質結構同軸長線形發光二極體立體結構示意圖 圖21為同軸發光二極體同軸供電的電子與電洞在徑向內建電場等距分 布頂視示意圖
圖22為實施例5在平面上組成的彩色影像感測器結構示意圖 圖23-1為同軸彩色檢光二極體結構立體剖面示意圖 圖23-2為同軸檢光二極體結構立體剖面示意圖 圖24為實施例6中PIN型同軸太陽電池結構立體剖面示意圖 圖25為實施例6中同軸太陽電池組供電裝置示意圖 圖26為實施例6中線形同軸太陽電池組供電裝置示意圖 圖27為實施例6中線形同軸太陽電池組供電裝置內的光子射入路徑頂 視示意圖
(以上有些圖同軸半導體上的軸心電極和其環形電極所位於基板問的 絕緣層為簡化說明並未標圖出來)
具體實施例方式
以下舉例說明
具體實施例方式
實施例1
以一同軸光纖、同軸光源及同軸檢光器組成三者同軸共構的光纖及收 發端結構為實施例，如圖15所示來說明。本發明實例闡述各種細節所引用 各參考編號的組件，皆可視為相同或功能上類似的組件，且意欲以極簡化 的圖解方式來圖說實例所表示的主要實施特點;因此，此圖示並非意欲描繪 出實際實施例的所有特點，亦並非意欲描繪所繪元件的相對尺寸，故所示 的圖並非按比例繪成，其系按本發明的同軸光導基本精神所繪成。
參照圖15的光源A為一同軸半導體雷射，其顯示一同軸圓環形半導體
質^合;4體雷射結構的局部剖面圖，此結構為習知平層板型結構口DFB異 質接合雷射，將其以更符合自然法則的同軸共構的創新發明。具體而言， 此分布田授型異質接合半導體雷射結構包括供正電的導體軸心電極1001及 供負電的同軸外環導體1002,與其間多層環形同心半導體層共同設置在一 n 型InP基板1003上所製成。本同軸半導體雷射其間各層環形半導體層可以 同質接合(HOMO JUNCTION)或同位型(ISOTYPE)異質接合(HETERO JUNCTION)或非同位型(UNISOTYPE)異質接合等各種半導體材料結構組 合成自然發光或受激發光的發光作用，此等發光作用 一如習知技術可採布 拉格光柵(BRAGG'S GRATING)的回授作用，以作成分布回授型單模雷射二
極管(DISTR IBUTED FEEDBACK LASER DIODE)。本發明同軸半導體光源 主要精神是以同軸的結構為主張，本實施例的同軸半導體雷射光源系以上 述中的一種同軸異質接合分布回授型雷射二極體代表說明。1504為圓環形 活性作用層。1505為圓環形半導體層、1503為布拉格回授光柵、1503此光 柵由1501 n-型圓環形InP半導體層及1502n型InGaAsP圓環形半導體層組 成，布拉格光柵的回授波長？ib可用XB=2nA/m求得,n為所用半導體材料折 射率，A為布拉格光柵的周期長,m為1或2的數值稱為繞射序數(ORDER OF DIFFRACTION，'通常為1)。
參照圖15的光纖B為一同軸光導單模光纖，其外徑以128(jm為例說 明，所示單模平板型導光的圓環形部位厚度為2a二7pm,環核心折射率 n|=1.4629，內殼折射率in2等於外殼折射率。n2,即化=。n2=1.46,操作波長 ^o=1.3|im，則依平板型導波路理論，可得在2a厚平板傳播模態數N為
N=4a/ io x (ni2—in22)1/2=o.99^1
N^l時，可成為同軸單模態光纖，其截止波長Xc為
Xc=4a x (ni2— (n22)l/2= 1.289,
此7pm厚圓環形平板層波導結構可以讓同軸半導體雷射射入的單模光 波以單模波導方式，及以玻璃的零色散波長1.3lam,在同軸光纖中傳送至遠 端的同軸檢光半導體端，如圖15的光纖B所示。
圖15的檢光器C顯示一同軸圓環形半導體層同心共構的COAXIAL APD同軸APD 二極體結構的局部剖面圖，此結構為將習知平層扳型半導體 結構APD創新以更符合自然法則的同軸共構的發明。具體而言，此實施例 的同軸APD包括供正電的導體軸心電極1101及供負電的同軸外環導體 1102，與其間多層環形同心半導體層共同設置在一 P'型InP 1106基板上制 成。1103為n+ InP, 1201為p-InP倍增層，1104為n-InGaAs本質INTRINCT 圓環形半導體吸收層，1105為P'-InP圓環形半導體層。1107為反射層，1108 為抗反射層。在平層板型構成的習知雪崩二極體可分為許多類;然本同軸雪 崩二極體，僅作為代表本發明同軸半導體檢光器主要精神的同軸共構的主 張，以說明其他可據以等效發揮同軸圓環形檢光半導的檢光功能及據以應 用的各種樣態。
實例上所談，本同軸單才莫光纖的外徑128pm較傳統125pm大，因改以 2的指數倍(即22、 23、 24、 25、 26、 27=128)，可增加其易算性，如此任何數 值除以2皆可為整數，此改變比傳統以125起算較符科學性且又增大不多， 半徑約大1.5)im，本例的向軸單模態光纖其光通面積比傳統單模態光通面積 大22倍，且又擁有與傳統50(iM直徑多模態光通面積約72°/。的高光通量易 接續的優點，因
同軸的光通面積Aw=(35.52-28.52)7i
=448兀而
傳統9(iM直徑單模光通面積=4.52兀=20.25兀 傳統50pM直徑多模光通面積=252兀=625兀
亦即本發明單模態光纖不但擁有多模態光纖容易操作及使用低功率收 發器來降低成本的優點，且保有自身單模態高頻寬的特性;故可以捨棄傳統 少於一哩(mileless)寬頻能力的多模態光纖了 。因此將光纖通信複雜多樣變 化致阻礙全面光纖化的瓶頸予以克服，以更低成本實現寬頻光纖通信的目 的。
實施例2
圖16為同軸光導系統的實施例2結構簡化剖面圖，是由同軸的半導體 收發器同軸共構製造在同一基板1602上，以共用唯一同軸光纖801,且可 以節省 一條光纖的應用例子。傳統光纖的收發器因光源發射器及光信號接 收的檢光器是分開製造後再組配在一起。因光纖本身具有雙向光波導能力， 如以本發明的同軸半導體光送受器，同軸共構製造在同一基板上，即可節 省許多硬體架構的成本。因為三者同軸，所以十分容易上下重疊共構互為 利用，產生各種應用組合。此收發器的上層為APD檢光器，1103為11+-半 導體層，1201為p型倍增層，1104為InP本質半導體層(INTRINSIC), 1105 為p型半導體層，1107為反射層，1601為絕緣層，1604為上層檢光器外環 導體。下層為DFB雷射，1603為下層同軸外環導體，1501~1505同實施例 1的光源結構組件，1101為收發器共用軸心正電極。由實施例2的右圖供 電順序來決定光纖用戶的收發狀態，1605表示雷射不動作時上層APD檢光 器高壓供電，以逆偏提供檢光衝擊並發生倍增電流的檢光作用。當光纖用 戶發射信號時，下層DFB雷射高壓供電1606，以產生單頻光波射出，同時 因上層檢光器以低壓供電1607，且因InP能量間隙比光子能量大，在低壓 逆偏時對光線是透明的，故可通過大量光功率送至同軸光纖輸入環核心 802;同時只吸收一點光子所產生的電流可作為雷射發射功率的回授功率監 測功能。如此構成的同軸光送受器可節省大量建設網路成本，節省光纖送 受網路一半經費。
實施例3
以一水平列1024個同軸彩色發光二極體，及垂直行768個同軸彩色發 光二極體組成的彩色顯示器結構為實施例3,如圖17所示來說明。參照圖17 的彩色顯示器內各發光體系由1024 X768 =786432個如圖18的同軸彩色發 光二極體組成。同軸彩色發光二極體系由同軸化後的三色發光二極體的軸 心共用共構後，所形成的彩色發光二極體(以下稱同軸彩色發光二極體CCLED-COAXIAL COLOR LIGHT EMITTING DIODES),舉例圖的1801為 三色軸心共用電極、1802為紅色R層、1803為綠色G層、1804為藍色B 層、1805為紅色R同軸外環形供電電極、1806為綠色G同軸外環形供電電 極、1807為藍色B同軸外環形供電電極、1808為基底平板、1809為透明 絕緣層、1810為透明絕緣層、1811為透明絕緣層、1812為環形發光作用層、 1813為環形電洞注入或傳導層、1814為環形電子注入或傳導層。則由習知 平面彩色顯示器上以平面方向三色塊排列布置，變成本實施例三色層以在 同軸心垂直向直立重疊共構布置後，所有CCLED組成後的顯示器相對於使 用彩色濾光片的LCD顯示器可以提高三倍解析度。同軸共構後的RGB三 色層(1802為紅色R層、1803為綠色G層、1804為藍色B層)可以最少層 數直接向上發色，三色併集中在同 一像素區以原色呈現並擺脫使用彩色濾 光片避免間接發光。因各發光體1701為直接發光且直接合成顯示器各位址 的色彩，顯示器上方不再用彩色濾光片。各水平方向的1024個同軸彩色發 光二極體的1024個軸心在顯示器底層所連接而成的連接導線1702，接至顯 示器的垂直步進方向掃描及多任務處理器(VIRTICAL STEP SCAN AND MULTIPLEXER PROCESSOR)控制電路1703。當顯像需要的信號依水平位 址線內容，提供各水平行軸心電壓至同行各同軸發光二極體的軸心。
在同行垂直步進方向掃描供電開啟時間內，顯示器的水平步進方向掃
信號控制電路1704，依顯像需要的位址上彩色RGB信號內容，逐一輸出各 自彩色電壓準位至同軸彩色發光二極體上的同軸外環電極。使第 一水平同 行上的1024個同軸彩色發光二極體依次完成顯像發色作用。垂直步進方向 掃描控制電路接隨輸出下一水平位址線信號，並在同行垂直步進方向掃描 供電開啟時間內，顯示器的水平信號控制電路1704，再依顯像需要的位址上 彩色RGB信號內容，逐一輸出各自彩色電壓準位至同軸彩色發光二極體上 的同軸外環電極。使第二水平同行上的1024個同軸彩色發光二極體依次完 成顯像發色作用。當彩色顯示產生器(COLOR DISPLAYGENERATOR)的顯 示過程控制電路1705依序完成768條垂直步進方向掃描輸出控制信號及 1024 X 3條水平位址內容後，即快速完成一個完整畫面的顯示動作。重複 以上相同顯示程序即能持續將靜態或動態的影像內容不斷播出。
圖18顯示本發明的同軸彩色發光二極體，僅作為代表本發明同軸半導 體發光二極體主要精神的同軸共構的主張，以說明其他可據以等效發揮同 軸共構的發光功能及據以應用的各種樣態。例如以動態圖像配合紅光或綠 光來當作交通號誌燈的發光功能。又例如以全面紅光、綠光及藍光三色層 全亮信號的輸出，來當作白光固體照明的發光功能等應用，皆包含在本發 明的各種樣態應用範圍內。實例上所談，本同軸彩色發光二極體所組成的彩色顯示器，不但擁有 高顯像像素而以更高解析度來表現在各種應用場合的顯示器，且可以任何 放大投影而不失真的方式呈現真接合成彩色及達到逼真的效果。比較於要 多花成本以彩色濾光片間接合成彩色的方式，演色將較生動得多。
應可了解，上述每一組件的功能及其同軸使用發光功能、或兩個或多 個組件的功能及其同軸使用光導功能，皆可單獨或共同有效應用在不同於 上述類型的其它類型的同軸共構發光系統中。例如用於照明發光的同軸發 光二極體，其同軸使用光導功能的軸心組件可加粗以提供較高電流及較多 的光導出或熱散出功能。
儘管本文系以光電共導同軸發光二極體及其組成同軸彩色顯示器系統
圖解說明並闡述本發明;但此並非意欲僅將本發明局限於此等圖示細節，因
為在以不脫離本發明精神的任何方式的前提下，可對本發明實施各種修改 及結構的改變。
實施例4
同軸長線形紅綠藍色發光二極體並排組成白光照明裝置 三支同軸長線形紅綠藍色發光二極體組成白光固體照明裝置如圖19所 示。1901為紅光同軸長線形發光二極體，1902為綠光同軸長線形發光二極 管，1903為藍光同軸長線形發光二極體，1904為具反射面的固定座。同軸 長線形發光二極體(簡稱CLLED)為一種將發光二極體同軸結構化且加長制 造如圖20所示的構造，使習知發光二極體電極的上下層排列布置變成為本 發明內外供電兩電極及其中所夾各環形半導體層的同軸化布置。舉例圖20 中的加長軸心的同軸發光二極體，其2001為軸心電極、2002為同軸外環形 透明電極、2003為環形發光作用層(本例採用DH雙異質結機發光的材料， 以GaAs當P型活性作用層)、2004為環形電洞注入或傳導層(如當P型局限 層的AL、Ga^As材料)、2005為環形電子注入或傳導層(如當N型局限層的 AL、Ga:—、As材料)。則電流由軸心的陽極2001提供，並以半徑向輻射狀等距 推動(DRIFT)及擴散至外環導體2002的安排，如圖21的一 LED內建電場 頂視圖所示以半徑向輻射狀等距推動至外環導體。發光二極體系將電能轉 變為光能的半導體組件。因此需要電流的注入，尤其是如何使注入電流很 均勻的推動及擴散在整個發光二極體中則極為重要，尤其是能均勻進入發 光活性作用層。依圖示，在同軸供電兩電極提供電壓形成電場的驅動下， 電洞和電子對在環形發光層2003中因不同的發光機制(如HOPPING， EXC1T1NG…)產生自然發光(SPONTANEOUS EMISSION)而四向射出。因形 成同軸供電的兩電極，對兩電極所提供的電子及電洞流動至其間所夾的圓 環形發光層2003,走最近距離方向移動，也正好為各半徑的電場極化方向，
亦即在其形成最大徑向電場作用中，載子依最大徑向電場推動方向移動(亦 是最高注入電流成因)。以本發明加長軸心電極為中心所製成的同心半導體 各環層厚度一致，電子或電洞皆沿其半徑走最短路徑十分均勻越過pn內建 電位障壁，各自推動及擴散至外環電極及軸心電極，並在穿透過電位障壁
S單位跳躍式hopping移i),;生的光由折射率i導往外傳送的設計，
穿透過透明外環電極射出。此圖為橫切面所看者。因電極是以同軸等距供 電方式，以致在持續供電或脈沖供電開關區間內，兩內外電極所提供發光 作用的各電子電洞對因其所行路徑長相同，且同時出發並皆以最短距離行 進至發光層結合發光。更重要的是所有提供發光的電子電洞對因同軸等距 分布的安排，在供電脈沖開關區間或持續供電區間同時放光發色，不但亮 度集中以增加發光效率，且因長線形活性發光層全體發光，如數百粒習知 點狀發光二極體成串組成，其面積十分長且大，功率可隨特性需求彈性改 變長度來達成。因此本實施例以製成各IO公分長的長圓柱狀紅光、綠光及 藍光CLLED並排固定在一具反射光座位上，形成一白光固體照明裝置(或 是以10公分藍光CLLED及一支10公分長黃光CLLED組成互補發出白光 的固體照明裝置)。則本發明的CLLED可大為提升發光二極體作為固體照 明的最佳結構，從而達到為人類降低照明耗電50 %的目的。
實施例5
圖22為一水平列3072個同軸彩色檢光器，及為提高像素密度排列成 重複折曲式的垂直行2304個同軸彩色檢光器，在平面上組成的彩色影像感 測器結構為實施例。
參照圖22的彩色影像感測器內各彩色檢光器系由3072 X 2304=7,077,888個同軸彩色檢光二極體(COAXIAL COLOR DIODES DETECTOR以下簡稱CCDD)組成。此為將同一像素上藍綠紅(BGR)三色各 同軸構造化的檢光二極體，依各色波長光子預計可射入深度次序上下垂直 方向重疊，並以相同正極供電的軸心共構，其各色層間以透明絕緣層隔開， 而構成一個同軸彩色檢光器CCDD，如圖23-1所示。圖23-1中23011為藍 光同軸檢光層、23021為綠光同軸檢光層及23031為最下層的紅光同軸檢光 層，而23041為同軸心共構重疊成串的軸心電極。由於本發明同軸檢光器 可製成三色層、四色層、五色層、六色層、七色層或更多色層可選多波長 等，依光子射入深度能力分別設計多層取出輸出方式。但為簡化說明以便 於了解，以下用相同原理的特選紅綠藍的RGB三色層其中最上一層來舉例， 亦達到同原理的說明效果。將檢光二極體同軸結構化後，使習知檢光二極 管電極的上下層排列布置，變成為同軸化布置。則光激作用層即空乏區不
再以平層分布型態被隱藏在底層下，而形成為環切棵露空乏區的同軸環形 分布型態。
本圖23-1中舉例，又以圖23-2的同軸檢光二極體為PIN結構者來舉例， 2301為同軸軸心電極、2302為N型環形半導體層、2303為I型環形半導體 層、2304為P型環形半導體層、2305為同軸外環形電極、2306為絕緣電介 質層、2307為軸心共電輸出端。其環形空乏區(P-I接面至I-N接面)直接露 出在表面上的直接受光面方式，縱使在表面最短波長光子，亦可立刻吸收。 因受光激電子與電洞對，直接在推動區域電場內加速，且直接形成快速移 動的推對電流輸出，短波長可獲快速反應的結果。且本發明的同軸檢光二 極管內的環形等厚度PN接合區，其游離化產生內建(BUILT-IN)的正負徑向 等距分布電場，如圖21所示。因光子直接射入而產生的電子及電洞對，各 受PN接面形成半徑向電場驅動，以最短等距路徑推動至各同軸層的內外二 電極，直接可被取出的快速反應電流;已非如習知的光子必須穿透空乏層上 層的P型半導體內的擴散區，而產生延後輸出的擴散電流。故本同軸檢光 二極體可獲得高反應速度。其他各層同軸檢光二極體亦同樣可獲得高反應 速度及提高靈敏度，並在更暗條件下拍取影像。同軸化檢光二極體檢光效 能提升又將三色同軸共用共構，如實施例3 —樣又可使其組成的彩色檢光 器解析度提高三倍。
因各CCDD2201為直接檢光且直接檢出各位址像素的色彩，CCDD上 方不再用彩色濾光片。各水平方向的3072個CCDD的3072個軸心在影像 感測器底層所連接而成的連接導線2202，接至影像感測器的垂直步進掃描多 工處理器 2203(VERTICAL STEP SCAN AND MULTIPLEXER PROCESSOR)控制電路。當時序產生器2204(TIMINGGENERATOR)啟動攝 像需要的信號，依水平位址線內容，提供各水平行軸心正電壓至同行各 CCDD的軸心。在同列掃描供電啟時間內，攝像感測器的水平步進掃描多 工處理 2205 ( HORIZOTAL STEP SCAN AND MULTIPLEXER PROCESSOR)信號控制電路，也依攝像需要的位址逐一輸出負電壓至 CCDD同軸外環電極上，則在類比信號處理器2206(ANALOG SIGNAL PROCESSOR)負荷上檢出行與列交插點像素位址上(CROSS POINT IMAGE ADDRESS)的彩色RGB電流信號內容，逐一輸出各自彩色電壓準位至類比 轉變數位轉換電路2207(A/D CONVERTER )，再由數位信號處理器 2208(DIGITAL SIGNAL PROCESSOR)處理控制並送至介面端部 2209(INTERFACE SECTION)以輸出至各顯示或儲存裝置上。則完成第一水 平同行上的3072個CCDD的攝像檢光作用。當時序產生器啟動攝像需要的 信號，依第二水平位址線所欲攝取內容，提供下一水平行軸心正電壓至同 行各CCDD的軸心。在同行掃描供電開啟時間內，攝像感測器的水平步進
掃描多工處理器信號控制電路，也依攝像需要的位址逐一輸出負電壓至 CCDD同軸外環電極上，則在類比信號處理器負荷上檢出第二行與各垂直
列交插點像素位址上各CCDD的RGB電流信號內容後。並逐一輸出各自彩 色電壓準位至類比轉變數位轉換電路(A/D CONVERTER),再由數位信號處 理器處理控制並送至介面端部以輸出至各顯示或儲存裝置上。完成第二水 平同行上的3072個CCDD的攝像檢光作用。當垂直步進掃描控制電路依序 完成2304條水平行各行3072個CCDD像素信號內容後，則獲得一個畫面 影像完整的檢出動作。重複以上相同掃描程序即能持續將靜態或動態的影 像內容不斷地輸出。
實施例6
利用本發明的同軸檢光半導體結構，其所具有將接收光子能量檢出並 輸出電流的特性，以製成同軸太陽電池的發電結構。太陽電池發電二極體 同軸結構化後如圖24所示，使習知太陽電池二極體電極的上下層排列布置， 變成為同軸化布置後。則光激作用層即空乏區不再以平層分布型態隱藏在 底層下，而改變成同軸環形分布型態。本舉例同軸太陽電池為PIN結構， 2401為同軸軸心電極、2402為N型環形半導體層、2403為I型環形半導體 層、2404為P型環形半導體層、2405為同軸外環形電極、2406為絕緣電介 質層、2407為軸心共電輸出端。其環形空乏區直接露出在表面上，形成直 接受光面，縱使最短波長光子，可立刻吸收。因受光激電子與電洞對，直 接在推動區域內建電場內加速，且直接形成快速移動的推對電流輸出，短 波長可獲得快速直接輸出的結果。
將同軸太陽電池平面排列成如圖25的平面同軸太陽電池組，可以製成 大面積的供電裝置。參照圖25的同軸太陽電池供電器內各太陽電池，系由 各行100個如圖,24所述矽質P-I-N型同軸太陽電池組成，共100行。各同 軸太陽電池2501為P-I-N型同軸太陽電池，2502為各同軸太陽電池的供電 軸心電極。2503為各同軸太陽電池的同軸化的外圓環集電負電極，2509則 為此負電極的集電共用輸出端子。2504為P—型圓環形半導體。2505為I-型圓環形本質半導體層。2506為內環N—型圓環形半導體層。2507為平面 絕緣電介質，2508為將所有2502軸心電極底部，連接在同平面的正極共平 面，2510為此平面的正極輸出端子。如上述說明所述的本發明同軸太陽電 池發電原理，因各波長光子直接射入推動區，不同深度受激電子與電洞， 受均勻分布PN接面內建徑向電場等距同步推動，順利分離流出的電流，形 同共10000個同軸太陽電池並聯排列^T出電流的供電電池組。此電池組可 以再依用電設備所需的電壓與電流值的最低與最高狀況，分別串聯或並聯 供電，達到完美供電的目的。
將同軸太陽電池結構加長製造，以製成長線形同軸太陽電池，並組成 一大單位面積的供電裝置，如圖26所示。此一大單位面積的供電裝置是由
1000條各長1000毫米(l公尺)的線形同軸太陽電池2601並聯後，鑲在同一 平面或有一特定曲面，如飛機或汽車外體流線形曲面的固定座2602上所構 成。如此構成的每一單位電池組，可以再依用電設備所需的電壓與電流值 的最低與最高狀況，分別串聯或並聯供電，達到所需供應的電功率目標。
每一線形同軸太陽電池2601,由下列同軸化材料組成，包括具有反射作 用的金屬導體軸心正電極2603、圓管狀N型半導體層2604、圓管狀I型半 導體層2605、圓管狀P型半導體層2606、透明圓管狀外環電極導體層2607、 外側抗反射鍍膜及表面保護層2608及固定座上鑲入介面的反射鍍膜層2609 等。將各線形同軸心正電極2603並聯構成正電輸出端子2610，及將2607外 環負電極並if關構成負電輸出端子的2611。
線形同軸太陽電池也具有高效能集電原理， 一如同上述本發明同軸化 的均勻內建電場作用，將側面射入光子產生光激沖擊電子與電洞對後，持 續分離及累積容電及供電的能力。雖沒有直接棵露推動區而稍有失去極短 波長光能的遺珠之憾;但由於側面大面積進入一如球透鏡狀的同軸太陽電池 後，內部依材料特性需要所安排反射及折射後，可獲得一長短兼具的光吸 收路徑。故可製成較小半徑且較輕的同軸太陽電池構造，達成寬光譜面的 吸收作用，並彌補較短波長稍微損失的部分，如圖27所示，各元件號同圖 26所說明內容。
實例6上所談，本線形同軸太陽電池所組成的供電設備，不但可以更 小線徑同軸太陽電池構造，達到更寬光譜面光子能量吸收的作用，又可以 更大單位面積組成平面或任何曲面排列，以適合作任何應用場合及發電工 具所必要的外形組合、角度組合、串並聯組合、供電量組合、或地形及綷 度組合等發電作用。如此能脫離以昂貴晶棒切割成基板形式的製程，或非 單晶矽平面製程所製成小片組合的各種方式，而達到低成本製造大面積太 陽電池供電的效果，以擴大供人類使用，創造人類福祉。
可應了解，上述各實施例上每一組件的功能及其同軸使用光導功能、 或兩個或多個組件的功能及其同軸使用光導功能，皆可單獨或共同有效應 用在不同於上述類型的其它類型的同軸共構光導及光學系統中。
儘管本文是以同軸光導光纖及其同軸半導體光源和檢光器組合的同軸 光導系統圖解說明並闡述本發明;但此並非意欲僅將本發明局限於此等圖示 細節，因為在以不脫離本發明精神的任何方式的前提下，可對本發明實施 各種修改及結構的改變。
無需再分析以上說明所全面披露本發明的要旨，其己可以使人們能夠 應用現有知識在合併根據先前技術觀點，以合理構成本發明的一般或具體
樣態的基本特徵的前提下，可輕易地將本發明修改用於各種應用，例如實 施舉例中的同軸彩色影像顯示器、同軸固態白光照明裝置、同軸彩色影像 感測裝置、同軸太陽電池等應用;且因此，此等修改應該且已意欲包含在隨 附權利要求書的等效意義及範圍內。
權利要求
1、一種同軸光導光纖結構，包括內軸殼(903)、環核心層(901)與外殼(902)三部份，而主要導光的環核心層(901)介於內軸殼(903)與外殼(902)中間且其折射率高於無摻雜的純氧化矽、熔矽或其他導光材料所製成的內軸殼(903)與外殼(902)所形成的同軸光纖結構，其特徵在於光纖導光的折射率分布依據設定在半徑上，光在兩相同折射率的內軸殼(903)及外殼(902)所形成的同軸導光結構中，依折射率分布安排的波導方式傳送的同軸光導結構。
2、 根據權利要求1所述的同軸光導光纖結構，其特徵在於依折射率分 布安排的波導形式結構光纖為單模態波導形式的同軸光導光纖結構。
3、 根據權利要求1所述的同軸光導光纖結構，其特徵在於依折射率分 布安排的波導形式結構光纖為多模態波導形式的同軸光導光纖結構。
4、 根據權利要求1所述的同軸光導光纖結構，其特徵在於其折射率相
5、 一同軸半導體光源結構，其在一基板(1003)或平板上製作由形成同 軸供電的兩內外導體(1001,1002)，其間隔以多層同心圓環形半導體層 (1004,1005,1006)或導體層所組成的同軸半導體光源結構，其特徵在於使其形成正負同軸的兩電極(1001,1002)對中間發光作用的圓環形半導 體層(1004,1005，1006)同軸供電後，達成圓環形發光半導體層1005對同軸光 纖；或受光裝置發射光波目的的結構。
6、 根據權利要求5所述的同軸半導體光源結構，其特徵在於其形成正 負同軸的兩電極(1001,1002)對中間產生的發光作用結構(1005),為一種電子 與電洞結合產生的自然性發光作用的有機或無機同軸發光二極體結構。
7、 根據權利要求5所述的同軸半導體光源結構，其特徵在於其形成正 負同軸的兩電極(1001,1002)對中間產生的發光作用結構(1504),為一種電子
8 、 一種同軸半導體檢光器結構，其在一基板(1106)上製作由形成同軸 供電的兩內外導體(1101,1102),其間隔以多層同心圓環形半導體層 (1103,1104,1105)或導體層所組成的半導體檢光結構，其特徵在於使其形成正負同軸的兩電極對中間產生檢光作用的圓環形半導體層 (1103,1104， 1105)同軸供電後，達成圓環形檢光半導體空乏區直接吸收來自 同軸光纖所傳送光波的光子能量；或來自光學系統接收影像光子能量，並 在均勻半徑向內建電場作用下，將受激電子與電洞對分離的推動電流檢出 目的的結構。
9、根據權利要求8所迷的同軸半導體檢光器結構，其特徵在於其形成正負同軸的兩電極對中間安排圓環形半導體檢光層(1103,1104，1105)產生檢 光作用的結構，為光子進入圓環形檢光半導體層(1103，1104，1105)的吸收， 產生電子與電洞的推動電流檢光作用的同軸半導體PN檢光二極體。
10、 根據權利要求8所述的同軸半導體檢光器結構，其特徵在於其形 成正負同軸的兩電極對中間安排圓環形半導體檢光層(l 103,1104,1105)產生 檢光作用的結構，為光子進入圓環形檢光半導體層(1103,1104，1105)的吸收， 產生電子與電洞的推動電流檢光作用的同軸半導體PIN檢光二極體結構。
11、 根據權利要求8所述的同軸半導體檢光器結構，其特徵在於其形 成正負同軸的兩電極對中間安排圓環形半導體4全光層(1103， 1201,1104,1105) 產生檢光作用的結構，為光子進入圓環形檢光半導體層具高電場沖擊電離 區1201，產生受沖擊高速度或高能量的電子與電洞，再繼續電離眾多新電 子及電洞的倍增電流的檢光作用，所構成的同軸雪崩二極體檢光結構。
12、 一種同軸光導系統，包含 一種權利要求5所述的同軸半導體光源結構；或 一種權利要求1所述的同軸光導光纖結構；或 一種權利要求8所述的同軸半導體檢光器結構； 其特徵在於施行同軸光導系統的通信及感測目的，其將同軸半導體光源與同軸光 纖組合；或將同軸光纖與同軸半導體檢光器組合；或將同軸光纖、同軸半 導體光源與同軸半導體檢光器組合使用。
13、 一種彩色影像顯示器裝置，由權利要求5所述的同軸光源結構所 組成，其特徵在於將同軸發光二極體光源結構，以在一基板或平板的同一 共同透明供電軸心上，直立重疊製作三層藍綠紅色的同軸發光二極體 (1701)，形成三色同軸共構方式，且分層各外環電極可分別控制發光量的同 軸可調色彩發光二極體，所排列組成的彩色影像顯示器裝置，其各水平行 或垂直列所有同軸彩色發光二極體的供電軸心的連接線(1702)作為尋址供 電垂直步進方向或水平步進方向掃描線；其各垂直列或水平行同色層外環 電極聯線作為水平步進方向或垂直步進方向逐點尋址掃描供電。
14、 一種影像傳感器裝置，由權利要求8所述的同軸檢光器結構所組 成，其特徵在於將同軸檢光二極體結構，以在一基板或平板的同一共同透 明供電軸心上，依各波長可射入深度次序直立重疊製作所定義的三層藍綠 紅色的同軸檢光二極體(2201)，形成三色同軸共構方式，且分層各外環電極 可分別檢出受光量的一種同軸可選色彩檢光二極體結構，並依序排列組合 在同一平面上組成的彩色影像感測裝置，其各水平行或垂直列所有同軸檢 光器供電軸心的連接線(2202)作為尋址供電垂直向或水平向掃描結構，且其 的內容。
15、 一種固體照明裝置，由權利要求5所述的同軸半導體光源結構所 組成，其組成發光可供照明的白光；或紅外線光源；或彩色光源的發光二 極管，其特徵在於將同軸半導體發光二極體結構在平面組合成固體照明裝置結構。
16、 一種固體照明裝置，由權利要求5所述的同軸半導體光源結構所 組成，其組成發光可供照明的白光；或紅外線光源；或彩色光源的發光二 極管，其特徵在於以同軸化結構增長成線形同軸發光二極體結構，組合成 同軸長線形固體照明裝置結構。
17、 一種同軸半導體太陽電池結構，由權利要求8所述的同軸半導體 檢光器結構所製成，，其特徵在於將同軸半導體檢光結構組合在一平面或基 板上，製作由形成同軸供受電的兩內外導體(2401，2405)，其間隔以多層同的;並聯發電裝置，使其中持續i受太陽光子射至;環形半導體層所累;、 轉變的電能，而形成正負同軸能夠供電輸出的兩電極，達成圓環形半導體 空乏區直接吸收太陽光子能量，並在均勻半徑向內建電場作用下，將受激 電子與電洞對分離的推動電流輸出目的的太陽電池結構。
18、 一種同軸半導體太陽電池結構，由權利要求8所述的同軸半導體成線;同/由太陽電池結構:組合在i平面或曲面上，:;:形成同軸供受電的兩內外管線狀導體(2603,2607)，其間隔以多層同心圓管形半導體層 (2604,2605，2606)或導體層所組成的長線形同軸太陽電池受光結構的串並聯 發電裝置，使其中持續接受太陽光子射至圓管形半導體層(2604，2605，2606) 所累積轉變的電能，而形成正負同軸能夠供電輸出的兩電極(2610,2611)，達 成圓管形半導體空乏區直接吸收太陽光子能量，並在均勻半徑向內建電場 作用下，將受激電子與電洞對分離的推動電流輸出目的的長線形太陽電池 結構。
全文摘要
本發明同軸光導系統的同軸光導光纖是以折射率分布在半徑所製成；異於習知以折射率分布在直徑的光纖。構成同軸的圓外殼和軸心部折射率相同，導光依據的折射率分布其中心已從軸心移到光纖所有半徑上；光改在軸心和其同軸的圓外殼間傳導。此新定位不但避免習知光纖製造後折射率分布中心凹陷問題，且依本發明所制同軸單模光纖的光通量比習知單模光纖大，而增加通信距離。配合此新定位所發明以同軸供電的內外導體，其間隔以多層圓環形半導體構成的同軸光源和檢光器，不但解決側射型橢圓光源射入圓核心的耗能問題，且使同軸的光纖、光源及檢光器可一體共構組成完美光電匹配的同軸光導系統。
文檔編號H04B10/12GK101393302SQ20071015466
公開日2009年3月25日 申請日期2007年9月20日 優先權日2007年9月20日
發明者楊春足 申請人:楊春足