定义
在主机介质表面具有通道形式的波导。
通道波导（或条带波导）是一类波导，其形式是沿着某些固体透明主体介质（电介质或半导体）表面运行的通道。 与平面波导相比，它们不仅在一个维度上提供光的引导，而且在二维上提供光的引导——类似于光纤，只是通道波导通常是刚性的，即它们不能弯曲。 但是，它们不一定是直的，但也可以定义弯曲的路径。
图1：一个简单的通道波导，在表面上制造。
一些通道波导直接位于器件表面，因此垂直光导受到波导材料与空气之间高折射率对比度的影响。 可能的缺点来自波导模式的不对称以及对表面不规则性的高度敏感性，这可能由于光散射而导致高传播损耗。 因此，有时可以通过用附加材料覆盖波导来实现埋藏波导（或嵌入式波导），通常具有与基板相似的折射率。
通道波导通常设计为仅支持预期工作波长的单个引导模式，就像单模光纤一样。
制造方法
通道波导可以在不同种类的材料上制造，并且对于不同的材料，使用的制造方法可能非常不同。
半导体中的波导
就半导体而言，外延技术与掩模相结合通常用于产生波导结构——例如，各种激光二极管和半导体光放大器 （SOA） 中的波导结构。 通常，波导具有相对较高的数值孔径。 通常，它们被电极覆盖，用于将电流注入激光二极管或放大器的有源区域。
介电材料中的波导
通道波导可以用各种介电（绝缘体）材料制造，包括晶体和非晶材料——例如二氧化硅和非线性晶体材料，如铌酸锂和钽酸锂。 用于此类目的的制造技术截然不同 - 例如：
- 可以应用离子交换技术。 在这里，基板表面上的条带在一段时间内暴露于一些液体中，并且基材中的某些铁在暴露的带材表面下方的区域中被其他铁交换。 结果，折射率增加，允许该区域引导光线。
- 另一种可能性是在基板上沉积金属条（例如钛），然后在几个小时甚至几天内对整个设备施加高温。 人们获得一定程度的金属扩散到电介质中，这也导致折射率的增加。
波导属性
以下波导特性与应用特别相关：
- 导波导模式的横向形状和大小在各个方面都很重要。 例如，这决定了将光有效地发射到波导中所需的光束轮廓。 此外，有效模态面积与波导中任何非线性相互作用的强度有关。
- 很大程度上取决于数值孔径（因此也取决于折射率对比度），波导对弯曲损耗或多或少敏感。 例如，可以在硅和其他半导体上制造具有非常高的弯曲耐受性，弯曲半径远低于1毫米，这对于光子集成电路很重要。
- 传播损耗往往随着折射率对比度的增加而增加。 然而，在波导相当短的设备中，通常可以容忍相对较高的传播损耗（例如>1 dB/mm）。
- 对于某些应用，必须有影响光在波导中传播的方法 - 例如，施加电场来调制辐射或电流以获得半导体中的增益。
信道波导的应用
通道波导的一些典型应用解释如下：
- 光子集成电路包含通道波导，就像电子集成电路包含细线一样。 波导将光输入、各种组件和光输出相互连接。 例如，这种电路用于光纤通信中的信号处理。
- 在激光二极管、半导体光放大器和电吸收调制器等有源半导体器件中，通道波导将光限制在很小的横截面重量内，受到激光增益或调制的影响。
- 其他种类的波导激光器和放大器可以用掺杂稀土离子或过渡金属离子的波导制成。 由于模式面积较小，因此可以制造具有非常低激光阈值功率的激光器。
- 非线性晶体材料中的波导允许非线性频率转换（例如倍频或光学参量振荡）或电光调制。
- 有光学传感器，其中有源传感器元件是通道波导，其顶面暴露在外部影响下。 例如，倏逝的光场可以穿透波导上方的液体，以便引导光可以与液体中的化学物质相互作用。 然后可以应用激光吸收光谱法来识别化学物质并测量其浓度。
