СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ УСТРОЙСТВА ВВОДА ИЗЛУЧЕНИЯ В ОПТИЧЕСКИЙ ВОЛНОВОД Российский патент 1996 года по МПК G02B6/12 

Описание патента на изобретение RU2064686C1

Изобретение относится к области интегральной оптики и может быть использовано при создании интегрально-оптических устройств управления световым излучением.

Известен способ изготовления устройства ввода излучения в оптический волновод /1/, в котором на подложку наносят слой диффузанта переменной толщины, после чего методом термодиффузии изтотавливают оптический волноводный слой, имеющий переменную толщину и двумерный градиент показателя преломления. Однако этот способ разработан для волноводов, получаемых методом твердотельной диффузии, и непригоден для широкого класса ионообменных волноводов.

Наиболее близким к изобретению является способ изготовления переходного устройства для соединения оптических волноводов различных типов /2/, в котором путем ионного обмена в стеклянной подложке формируется оптический волновод, предназначенный для соединения двух оптических волноводов, полученных путем ионного обмена K-Na и Ag-Na соответственно. При этом распределение поля основной моды переходного волновода адиабатически изменяется в продольном направлении, совпадая на входе с распределением поля моды волновода, полученного ионным обменом, а на выходе с распределением поля моды волновода, полученного ионным обменом K-Na. Однако в этом способе переходное устройство изготавливается отдельно от стыкуемых волноводов. Кроме того, безизлучательный адиабатический характер распространения волноводной моды в этом устройстве позволяет эффективно использовать его только в межволноводных соединениях. Ввод с его помощью излучения в волновод от внешних источников света, например газовых лазеров, может осуществляться лишь при фокусировке вводимого пучка света на торец волноводного устройства и согласовании размеров и положения фокального пятна с торцом волновода, а типичные поперечные размеры градиентных волноводов составляют единицы микрон. Это требует дополнительного изготовления и использования специальной фокусирующей системы с прецизионными трехкоординатными подвижками.

Целью изобретения является упрощение процесса изготовления в составе ионообменных планарных волноводов градиентных устройств ввода-вывода излучения.

Поставленная цель достигается тем, что при изготовлении планарного волновода методом ионного обмена подложку располагают особым образом, оставляя вне расплава участок, предназначенный для устройства ввода излучения. Это позволяет получить с помощью простых операций на простом оборудовании градиентное устройство ввода излучения непосредственно в процессе изготовления ионообменного волновода.

При изготовлении устройства ввода предлагаемым способом в шахтную печь помещают частично заполненный рабочим реактивом тигель и нагревают до рабочей температуры процесса изготовления волновода. Подложку погружают в расплав до границы участка устройства ввода, оставляя его вне расплава, и выдерживают в течение времени, необходимого для образования волновода. При этом вследствие имеющихся в печи градиента плотности пара реактива над поверхностью расплава и градиента температуры рабочий реактив осаждается на недогруженный участок подложки, образуя пленку переменной толщины. На этом участке идет процесс ионного обмена в получаемой системе подложна-пленка реактива, и в результате здесь образуется требуемый волноводный слой переменной толщины с двумерным градиентом концентрации ионодиффузанта /и связанным с ним двумерным градиентом показателя преломления/. Частичное заполнение тигля рабочим реактивом позволяет повысить плотность потока паров в ограниченном стенками тигля объеме и обеспечить рост пленки реактива на поверхности подложки.

Таким образом, одновременно происходит изготовление планарного ионообменого волновода на основной части поверхности подложки и градиентного устройства ввода излучения на выделенном участке подложки.

В качестве примера конкретного исполнения приведем процесс изготовления устройств ввода-вывода на подложках из оптического стекла. Подложку длиной 120 мм из фотопластинки с предварительно снятой эмульсией опускали в расплав соли KNO3 на 50 мм. Тигель высотой 150 мм был заполнен расплавом на две трети. После обработки в печи при температуре 400oС в течение 1,5 ч, на пластине образовался волновод, поддерживавший в своей равномерной части распространение 4 ТМ мод при длине волны света 0,633 мкм. На чертеже представлены фотографии треков этих мод в области полученного устройства ввода при eгo работе на вывод излучения из волновода. Свет вводился с помощью призмы из стекла ТФ7 и поочередно возбуждались ТМ моды. На фиг. /а г/ порядок моды m возрастает от m 0 /а/ до m 3 /г/. Видно, что получили характерную для градиентных устройств ввода-вывода картину: длина трека уменьшается с увеличением порядка моды.

Подобным образом были изготовлены устройства ввода в планарный волновод на основе стекла К8. Частично погруженная в расплав KNO3 пластина из К8 выдерживалась в печи при 400oС в течение 45 мин. В равномерной части полученный волновод пропускал 3 ТЕ моды при длине волны света 0,633 мкм. В области устройства ввода разность длин треков ТE0 и TЕ2 мод при работе на вывод излучения составила 7 мм.

Предлагаемый способ пригоден и при использовании протонообменных волноводов в кристаллических подложках, например, при обработке пластин из ниобата лития в расплаве бензойной кислоты.

Использование предлагаемого способа позволяет простыми приемами на простом оборудовании получить градиентное устройство ввода-вывода в составе ионообменного волновода непосредственно в процессе изготовления волновода. Таким образом, процесс изготовления устройств ввода излучения в оптический волновод существенно упрощается.

Похожие патенты RU2064686C1

название год авторы номер документа
СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ПЛАНАРНОЙ ДИАФРАГМЫ И ПЛАНАРНАЯ ДИАФРАГМА 1993
  • Ветров А.А.
  • Свистунов Д.В.
  • Харбергер Л.Ю.
RU2064685C1
СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ПОРИСТЫХ МЕМБРАННЫХ ФИЛЬТРОВ 1992
  • Дымшиц Ю.И.
  • Любарский С.В.
RU2093254C1
СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ МЕМБРАННЫХ СИТ 1992
  • Дымшиц Ю.И.
  • Любарский С.В.
RU2061534C1
ФОТОМЕТРИЧЕСКОЕ УСТРОЙСТВО 1992
  • Дымшиц Ю.И.
  • Горшков В.Н.
RU2065584C1
СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ МЕМБРАН ДЛЯ ФИЛЬТРОВАНИЯ 1992
  • Дымшиц Ю.И.
  • Погорелый П.А.
RU2061535C1
СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ПОРИСТЫХ МЕМБРАН 1992
  • Дымшиц Ю.И.
RU2104759C1
ТЕЛЕОБЪЕКТИВ С ДИСКРЕТНЫМ ИЗМЕНЕНИЕМ ФОКУСНОГО РАССТОЯНИЯ 1992
  • Гримм Т.П.
  • Полякова И.П.
RU2037856C1
ОПТИЧЕСКАЯ НЕЙРОННАЯ СЕТЬ 1990
  • Павлов А.В.
  • Шубников Е.И.
RU2024940C1
СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ КОМПОЗИЦИИ РЕГИСТРИРУЮЩЕГО СЛОЯ ТЕРМОПРОЯВЛЯЕМОГО ФОТОМАТЕРИАЛА 1992
  • Горяев М.А.
  • Колесова Т.Б.
  • Тимохина М.Н.
  • Гулькова И.М.
RU2049342C1
ОБЪЕКТИВ С ПЕРЕМЕННЫМ ФОКУСНЫМ РАССТОЯНИЕМ 1992
  • Дементьев В.В.
  • Полякова И.П.
RU2018163C1

Реферат патента 1996 года СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ УСТРОЙСТВА ВВОДА ИЗЛУЧЕНИЯ В ОПТИЧЕСКИЙ ВОЛНОВОД

Использование: интегрально-оптические устройства. Сущность изобретения: для изготовления устройства ввода излучения в оптический волновод методом ионного обмена погружают подложку в расплав рабочего реактива до границы предназначенного для устройства ввода, оставляя его вне расплава, одновременно изготавливают оптический волновод на погруженной в расплав части подложки и устройство ввода в излучение, формируя его методом ионного обмена из пленки реактива, осаждающейся из паров реактива на непогруженную часть подложки. 1 ил.

Формула изобретения RU 2 064 686 C1

Способ изготовления устройства ввода излучения в оптический волновод, включающий формирование волновода методом ионного обмена путем погружения подложки в расплав рабочего реактива, отличающийся тем, что подложку погружают в расплав до границы участка, предназначенного для устройства ввода, оставляя его вне расплава, причем одновременно изготавливают оптический волновод на погруженной в расплав части подложки и устройство ввода излучения, формируя его методом ионного обмена из пленки реактива, осаждающейся из паров реактива на погруженную часть подложки.

Документы, цитированные в отчете о поиске Патент 1996 года RU2064686C1

Печь для непрерывного получения сернистого натрия 1921
  • Настюков А.М.
  • Настюков К.И.
SU1A1
А.В.Кухарев и др
Оптика и спектроскопия, 1985, т.59, вып
Приспособление для точного наложения листов бумаги при снятии оттисков 1922
  • Асафов Н.И.
SU6A1
Просушивания сырой цементной смеси перед поступлением ее в обжигательную печь 1924
  • Благовещенский Г.В.
SU1281A1
Аппарат для очищения воды при помощи химических реактивов 1917
  • Гордон И.Д.
SU2A1
Машина для нанесения облицовки на кокили 1973
  • Теплинский Анатолий Давидович
  • Юрченко Александр Филиппович
  • Яровинский Григорий Абрамович
SU474392A1
Аппарат для очищения воды при помощи химических реактивов 1917
  • Гордон И.Д.
SU2A1

RU 2 064 686 C1

Авторы

Ветров А.А.

Свистунов Д.В.

Харбергер Л.Ю.

Даты

1996-07-27Публикация

1993-02-11Подача