ИНТЕГРАЛЬНО-ОПТИЧЕСКИЙ ДЕЛИТЕЛЬ ИЗЛУЧЕНИЯ Российский патент 2008 года по МПК G02B6/122 

Изобретение относится к интегральной оптике, а именно к делителям оптического излучения.

Известен одномодовый волоконно-оптический делитель (Патент 6148129 [США] G02B 6/26. Е-Тек Dynamics, Ins., Pan Jing-Jong, Yu Donna. N 08/960948; Заявл. 30.10.1997; опубл. 14.11.2000; НПК 385/42. Англ.)

Волоконно-оптический делитель состоит из 2-х оптических волокон, связь между которыми сформирована на отрезке этих волокон некоторой длины. Первое оптическое волокно вдоль всей длины отрезка имеет диаметр сердцевины, отличный от диаметра 2-го оптического волокна. На обоих концах отрезка волокна перекручены между собой. В центральной части отрезка эти волокна сплавлены параллельно друг другу. Поступающее на вход оптическое излучение делится на выходе в соответствии с коэффициентом деления оптической мощности.

Недостатком этого делителя является то, что он изготовлен на оптических волокнах и плохо согласуется с интегральной оптикой и не может обеспечить распределение излучения по многим каналам.

Известен интегрально-оптический делитель, представляющий собой ряд последовательно расположенных на подложке интегрально-оптических направленных ответвителей или волноводных разветвителей, работающих в режиме делителя мощности оптического излучения (Волноводная оптоэлектроника. Под. Ред. Т.Тамира. М.: Мир. 1991. 574 с.; Хансперджер Р. Интегральная оптика. Теория и технология М.: Мир. 1985. 379 с.)

Этот интегрально-оптический делитель близок к заявляемому по функциональному признаку.

Недостатком этого делителя является то, что распространяющееся в делителе излучение выходит из интегрально-оптических волноводов на торцы подложки, на которых необходимо крепить фотоприемники или световоды, что не всегда удобно и надежно.

Наиболее близким аналогом является устройство ввода-вывода оптического излучения в канальный волновод (Пат. 2207604 Российская Федерация, МПК ⁷ G02В 6/122. Устройство ввода-вывода оптического излучения в канальный волновод (И.В.Внуковская, В.А.Никитин, Н.А.Яковенко (Россия). №2002120005/28, заявл. 22.07.2002; опубл. 27.06.2003. Бюл. №18, приоритет 22.07.2002; УДК 535.327), представляющее собой канальный волновод, сформированный в стеклянной подложке, на выходном конце которого расположена область, имеющая закругленную форму, у границы которой с поверхностью подложки осуществляется ввод или вывод оптического излучения.

Часть оптического излучения, распространяющегося в волноводе, испытывая полное внутреннее отражение на границе закругления, выходит на поверхности подложки. Другая часть излучения, распространяющегося в волноводе, не испытывающая полного внутреннего отражения на закруглении, распространяется вдоль поверхности подложки. Чем больше разница в показателях преломления подложки и закругленной части волновода, тем большая часть излучения будет выводиться из волновода.

К недостаткам наиболее близкого аналога по конструкционным признакам относится то, что вывод излучения осуществляется в одной точке, и использовать его как делитель излучения нельзя.

Технической задачей изобретения является создание делителя оптического излучения, обеспечивающего пространственное распределение излучения с выходом его на поверхность подложки, что обеспечивает удобное и надежное крепление приемников излучения.

Для осуществления деления излучения и вывода его на поверхность подложки на пути излучения, выходящего из закругленного торца канального волновода, расположен ряд интегрально-оптических микролинз.

Существенным отличием от прототипа является ряд интегрально-оптических микролинз, расположенных в подложке вдоль оптической оси канального волновода и их количество равно n-1, где n - количество выходов излучения. Такое расположение интегрально-оптических микролинз позволяет осуществлять деление оптического излучения и вывод его на поверхность подложки, что обеспечивает надежное и удобное крепление приемников излучения.

Из уровня техники неизвестны такие делители оптического излучения. Следовательно, заявляемое устройство удовлетворяет критерию «новизна».

На фиг.1 изображен интегрально-оптический делитель излучения; на фиг.2 представлено фото интегрально-оптического делителя, дополнительно содержащего две интегрально-оптические микролинзы с выходящим из них оптическим излучением; на фиг.3 показан ряд интегрально-оптических микролинз с распространяющимся в них оптическим излучением в предлагаемом интегрально-оптическом делителе излучения.

Интегрально-оптический делитель излучения содержит канальный волновод 1, сформированный в подложке 2 и имеющий на торце область 3 закругленной формы, интегрально-оптические микролинзы 4, расположенные вдоль оптической оси канального волновода.

Если на пути вышедшего из канального волновода 1 излучения поместить интегральные микролинзы 4, то часть этого излучения выйдет из микролинз 4 на поверхность подложки 2, так как это представлено на фиг.1.

Такой интегрально-оптический делитель, с одной стороны, будет выполнять роль аттенюатора, поскольку излучение, выходящее из каждой последующей линзы 4 будет меньше предыдущего, а с другой стороны, такое устройство можно использовать для подачи оптического сигнала одновременно на несколько приемников, расположенных непосредственно на поверхности подложки 2.

Интегрально-оптический делитель излучения изготавливался в стеклянной подложке методом электростимулированной миграции ионов из расплава соли AgNO₃ и NaNO₃, взятых в отношении 1:1 (моль) через алюминиевый маскирующий слой толщиной 0,3 мкм, в котором фотолитографией сформированы отверстия для изготовления канального волновода и ряда микролинз, лежащих на одной прямой. Температура расплава составляла 380°С, стимулирующее напряжение - 20 В, время протекания процесса - 15 мин (Никитин В.А., Яковенко Н.А. Электростимулированная миграция ионов в интегральной оптике. Краснодар, 2003. 154 с.).

Преимуществом заявляемого делителя перед прототипом является то, что делимое оптическое излучение выходит непосредственно на поверхность подложки, на которой крепят приемники излучения.

Изобретение относится к интегральной оптике, а именно к делителям оптического излучения. В подложке интегрально-оптического делителя излучения сформирован канальный волновод, имеющий на торце область закругленной формы, вдоль его оптической оси расположен ряд интегрально-оптических микролинз. Такое расположение интегрально-оптических микролинз позволяет осуществлять деление оптического излучения и вывод его на поверхность подложки. Технический результат - обеспечение надежного и удобного крепления приемников излучения. 1 з.п. ф-лы, 3 ил.

1. Интегрально-оптический делитель излучения, содержащий канальный волновод, сформированный в подложке и имеющий на торце область закругленной формы, отличающийся тем, что он дополнительно содержит ряд интегрально-оптических микролинз, расположенных в подложке вдоль оптической оси канального волновода и выполненных с возможностью распространения в них оптического излучения, вышедшего из закругленной области канального волновода, и с возможностью деления оптического излучения и выхода части этого излучения на поверхность подложки из каждой микролинзы.2. Делитель по п.1, отличающийся тем, что количество интегрально-оптических микролинз равно n-1, где n - количество выходов излучения.