Интегрально-оптический модулятор Советский патент 1984 года по МПК G02F1/29 G02B6/124 

. Изобретение относится к устрой-ствам для модуляции света и может быть использовано как в системах оптической с.вязи, так и в области оптической обработки информации. Известны интегрально-оптические модуляторы, в которых свет распространяется в сравнительно узкой волноводной области СП . Обищм недостатком этих модуляторов, является необходимость приложения постоянного напряжения смещения для получения линейного режина моду ляции. Наиболее близким по технической сущности и достигаеглому результату к предлагаемому является интеграль но-оптический модулятор, содержащий оптический волновод, расположенный на подложке из электрооптического кристалла и структуру встречно-штыревых электродов, расположенную на поверхности волновода. Модуляция происходит путем дифракции света в 1-ый порядок на фазовой дифракционной решетке, которая наводится в волноводе за счет электрооптического эффекта под действием управляквде го поля с 2 3 . Недостатком этого модулятора явл ется необходимость подачи на электроды постоянного напряжения смещения для получения линейного режима м дуляции, что требует дополнительных радиотехнических элементов и усложняет интегрально-оптическую схему, а следовательно, снижает надежность устройства и увеличивает габариты модулятора. Цель изобретения - повышение надежности работы устройства и уменьшение его габаритов. Поставленная цель достигается тем, что в интегрально-оптическом модуляторе, содержащем оптический волновод, расположенный на подложке электрооптического кристалла, и структуру встречно-штыревых электро дов, в волноводе под структурой эле тродов выполнена объемная фазовая дифракционная решетка, с периодом равным периоду структуры электродов На фиг. 1 изображена модуляциойная характеристика модулятора на фиг. 2 - модулятор, вид спереди; на фиг. 3 - то же, вид сверад. Модулятор содержит волновод 1,. электрооптичёский кристалл 2,структу встврчн6-1ятыревых электродов 3, объ емную фазовую дифракционную решетку 4. Устройство работает следующим об разом. Свет ,| распространяшийся в волно воде 1, частично дифрагирует на решетке 4, имеющей период ,Л, в 1-ый порядо с в ртсутствие управляющегонапряжения, что соответствует подаче напряжения смещения в прототипе. При- чем, если отношение интенсивности 3 дифрагированного света к интенсивности Зд света, падаквдего на решетку, доставляет. то наличие решетки соответствует подаче напряжения смещения V,. величиной в модуляторе без решетки. Величина К определяется только параметрами решетки, а именно величиной изменения показателя преломления, длиной, профилем.. Под действием управляющего i поля в волноводе наводится еще одна решетка-с периодом, равным периоду постоянной решетки, и свет Дифрагирует на эффективной решетке, являющейся суммой двух -решеток и имеющей период Л. Таким образом, модуляционная характеристика принимает вид кривой, изображенной на фиг. 1. Дифракционная решетка, выполненная в волноводе, йолжна иметь профиль как можно более близкий к профилю наве- . денной решетки, различие профилей 41риведет к нарушению линейности мо дуляции. Необходимая степень преобразования света в 1-ый порядок определяется видом модулирующего сигнала и может изменяться от 8 до 50%. Прииспользовании модулятора отпадает необходимость во всех электрических элементах, так как смещение создается с помощью фазовой дифракционной решетки, находящейся в волноводе, под электродами. Фактически электрическая схема заменяется оптической, и интегрально-оптическая схема из гибридной, т.е. содержащей как оптические, так и электрические элементы, превращается в чисто оптическую. Вследствие этого она становится совершенно нечувствительной к различным радиопомехам. Электрическая схема создания смещения может нарушиться в результате пробоя, нарушения контактов, из-за вибрации, окисления и по другим аналогичным причинам. В то же время дифракционная решетка, созданная например диффузией титана, практически нечувст- , вительна к внешним воздействиям и может быть разрушена только в случае механического разрушения всего устройства. Дифракционная решетка вообще никак не сказывается на габаритах устройства, так как целиком находится в глубине волновода. Таким образом, интегрально-оптические схемы на основе данного модулятора при использовании в оптических линиях связи будут иметь большую надежность и меньшие габариты, чем интегрально-оптические схемы на основе прототипа.

)ВШ MkgR-jgjggS

....-- V

J::- i::iil.-LbA.ti:ijj

// //////// / //А // / // // // // //

кша.;: V.T/.Vj

2

(put. 2

If«

J

Т.

Фиг.З