Trong thực tế, hầu hết ống dẫn sóng được sử dụng trong các thiết bị ứng dụng là ống dẫn sóng không phẳng. Đối với ống dẫn sóng không phẳng, chiết suất n(x, y) là hàm phụ thuộc cả hai trục toạ độ là x và y. Ống dẫn sóng không phẳng có rất nhiều loại khác nhau mà được phân biệt bởi các đặc điểm nổi bật của chiết suất n(x, y) của chúng. Trong ống dẫn sóng không phẳng có một nhóm gọi là ống dẫn sóng dạng kênh dẫn sóng (ống dẫn sóng hình chữ nhật) gồm các loại như ống dẫn sóng buried channel, ống dẫn sóng strip-loaded, ống dẫn sóng ridge, ống dẫn sóng rib, và ống dẫn sóng tán xạ, hình 2.7.
Thiết kế bộ tách ghép ba bước sóng 1310nm/1490nm/1550nm sử dụng ống dẫn sóng silic
Ống dẫn sóng buried channel có lõi dẫn sóng chiết suất cao được chôn trong môi trường có chiết suất thấp. Lõi dẫn sóng đó có thể có bất kỳ hình dạng mặt cắt ngang nào nhưng hình dạng được dùng nhiều nhất là hình chữ nhật như hình 2.7 (a).
Ống dẫn sóng strip-loaded là ống dẫn sóng có chứa một ống dẫn sóng phẳng ở trên cùng, bắt giữ ánh sáng theo trục x, với dải diện môi có chiết suất hoặc một dải kim loại để dễ dàng bắt giữ ánh sáng theo hướng y, được thấy trong hình 2.7 (b). Lõi dẫn sóng của ống dẫn sóng strip nằm trong vùng chiết suất 𝑛3< 𝑛1 dưới dải loading-strip, với độ dày d của nó được xác định bởi độ dày lớp 𝑛1 và chiều rộng 𝑤 của nó là chiều rộng của loading-strip. Ống dẫn sóng ridge ở hình 2.7 (c), có cấu trúc giống nhu ống dẫn sóng strip là ở trên cùng của cấu trúc phẳng là lõi dẫn sóng với chiết suất cao.
Ống dẫn sóng ridge ở hình 2.7 (c) bắt giữ ánh sáng tốt vì nó được bao quanh bởi 3 mặt không khí có chiết suất thấp. Ống dẫn sóng dạng ridge gồm một lõi Silic đặt trên đế 𝑆𝑖𝑂2. Vì điều kiện đơn mode rất quan trọng trong việc cấu thành nên tính năng của thiết bị nên kích thước lõi được xác định để đáp ứng được đơn mode.
Ống dẫn sóng rib, được thấy ở hình 2.7(d), có cấu trúc tương tự như ống dẫn sóng strip hay ridge nhưng strip của nó có chiết suất giống như lớp phẳng có chiết suất cao và là một phần của lõi sóng. Bốn loại ống dẫn sóng này thường là các ống dẫn sóng
(c) Ống dẫn sóng ridge. (d) Ống dẫn sóng rid.
(e) Ống dẫn sóng Deffused.
Hình 2.7 Các ống dẫn sóng dạng kênh dẫn sóng tiêu biểu.
Thiết kế bộ tách ghép ba bước sóng 1310nm/1490nm/1550nm sử dụng ống dẫn sóng silic
hình chữ nhật với độ dày 𝑑 theo hướng 𝑥 và chiều rộng 𝑤 theo hướng 𝑦, mặc dù hình dạng của chúng thường không chính xác là một hình chữ nhật.
Ống dẫn sóng diffused, trong hình 2.7(e), được hình thành bằng cách tạo ra một vùng có chiết suất cao trong lớp nền thông qua khuếch tán của các tạp chất, như là ống dẫn sóng LiNbO3 với lõi là chất khuếch tán Ti. Do quá trình khuếch tán, các biên của lõi trong lớp nền không được xác định rõ ràng. Tuy nhiên, ống dẫn sóng diffused cũng có độ dày d được xác định bởi độ sâu khuếch tán của các tạp chất theo hướng 𝑥 và chiều rộng 𝑤 được xác định bằng sự phân bố của các tạp chất theo hướng 𝑦.
Một đặc tính khác biệt của ống dẫn sóng điện môi không phẳng so với các ống dẫn sóng phẳng là ống dẫn sóng không phẳng hỗ trợ chế độ lai (hybrid modes) kết hợp với các mode TE và TM trong khi một ống dẫn sóng phẳng chỉ hỗ trợ mode TE và TM. Ống dẫn sóng điện môi không phẳng thường không có các giải pháp phân tích cho các đặc tính chế độ truyền dẫn của chúng. Các phương pháp xấp xỉ như phương pháp truyền chùm tia (beam propagation method) tồn tại để phân tích ống dẫn sóng như vậy. Ở đây, chúng ta quan tâm đến việc có được các giải pháp gần đúng cung cấp các đặc tính của mode mà không có phương pháp phân tích số.