Интегральная оптика

Интегральная оптика – раздел современной оптики, изучающей процессы генерации, распространения и преобразования света в тонкопленочных диэлектрических волноводах, а также методов создания на единой подложке оптоэлектронных устройств.

Основой интегральной оптики являются планарные волноводы. Можно выделить три типа волноводов. 1. Пленочные волноводы формируются в виде однородной пленки толщиной порядка длины воны. 2. Диффузные (или градиентные) волноводы отличаются тем, что коэффициент преломления у них изменяется плавно по сечению. В этих волноводах нет четко выраженной границы между волноводом и подложкой. Изготавливаются диффузией примеси в подложку. Для передачи излучения по заданной траектории и связи между элементами применяются канальные волноводы, ширина которых соизмерима с их толщиной.

Толщиной пленки и коэффициентами преломления определяется число мод, распространяющихся по волноводу.

Число мод (условие существования)

Существует критический режим w_кр, когда ни одна мода не распространяется. Условие одномодового режима: w_кр < w < 3w_кр w_кр~ 1мкм. Существует критическая толщина, ниже которой распространение волны невозможно.

Эффективный коэффициент преломления пленки зависит от ее толщины. Это позволяет создавать линзы или призмы простым изменением толщины пленки.

Важным вопросом является преобразование лазерного пучка в волноводные моды и наоборот, т.е. ввод и вывод луча. Вводить в волновод излучение можно, фокусируя его на торец или стыкуя источник света с волноводом. Эффективность ввода зависит от степени согласования возбуждающего излучения с волноводной модой.

Вывод излучения можно осуществлять через сужающийся край волноводного слоя, как показано на рисунке.

Эффект туннелирования. Свет проникает в оболочку. При расстоянии между волноводами < l/4 просачивание. Эффективность просачивания определяется коэффициентом связи g_св

Управление осуществляется изменением коэффициента связи.

Дата добавления: 2015-06-27