Устройство ввода-вывода излучения в тонкопленочный волновод Советский патент 1988 года по МПК G02B6/10 

г /

Од СП СЛ

00

х

Изобретение относится к волновод- ной оптике и. может быть использовано при создании интегрально-оптических устройств.

Целью изобретения является увеличение эффективности ввода-твьшода излучения в трнкопленочный волновод со стороны прилегающей среды с меньшим, чем у подложки, показателем прелом- ления.

На чертеже показана схема устройства ввода-вывода излучения.

Устройство I ввода и II вывода излучения содержит подложку 1, волно водный слой 2, прилегающую среду. 3, гофр 4 на границе раздела волновод- ный слой - подложка, гофр 5 на границе раздела волноводный слой - прилегающая среда, источник 6 и приемни 7 излучения.

Устройство ввода-вывода излучения в тонкопленочный волновод работает следующим образом.

Излучение источника (гелий-неоне- вый лазер), дифрагируя на гофрах 4,5 (показаны на чертеже слева), возбуждает в волноводном слое 2 одну волновод ную моду, которая, распространяясь по волноводу, испытывает дифрак- цию на обеих дифракционных решетках (гофрах) 4,5. Соотношение амплитуд гофров 4,5 и их относитепьньй,сдвиг таковы, что интенсивность волн, излучающихся в подложку 1 и обусловленных каждой рещеткой 4,5 в отдельности, одинаковы, а их фазы отличаются на 180. Когерентное сложение этих волн приводит к интерференциальному гашению излучения в подложку 1,т.е. к однонаправленному выводу (вводу) излучения со стороны прилегающей среды 3 .

Пример . Подложка из CaF (п, 1,433), волноводный слой из

SiOi (nо 1,46), прилегающая среда воздух (п 1). Средняя толщина вол новодного слоя (между средними уровнями рельефа) h 0,829 мкм, период гофров Л 0,741 мкм, п 1,4411, амплитуды гофров 6 0,157 мкм, 6j 0,025 мкм, d 0,185 мкм. Угол вывода при этом б 0,627 рад. Излучение с р;линой волны Д 0,633 мк выводится только в воздух и излуча- тельные потери при этом составляют о1 1,04 см, номер моды га 0.

Заказ 3191/43

Тираж 533

1 Подписное

полигр. пр-тие, г, Ужгород, ул. Проектная, 4

Формула изобретения

Устройство ввода-вывода излучения в тонкопленочный волновод, содержащее подложку, на которой расположен волноводный слой с синусоидальным гофром на границе раздела с подложкой, отличающееся тем, что, с целью увеличения эффективности вво- да:-вывода излучения в тонкопленочный волновод со стороны прилегающей среды с меньшим, чем у подложки, показателем преломиения, волноводньш слой вьтолнен с вторым синусоидальным гофром на границе раздела с прилегающей средой, штрихи которого параллельны штрихам первого гофра, периоды их одинаковы, а амплитуды гофров 6 и 6 связаны соотношением

AJ JS|IB| gji.

Ja2,.nR2v-l-a2Rin2v

tgjcos2x-i-gjsin x

причем второй гофр сдвинут в направлении распространения волноводной моды в устройстве вывода и в противоположном направлении в устройстве ввода на расстояние d:

А - л m - d Л ,

/II

257

где п ,Пд,П;г - показатели преломления подложки, волноводного слоя и прилегающей среды соответственно

go Упг,-()г;

g г Vn|-(

п - эффективный показатель преломления волновода; длина волны излучения, период гофров, Л Л (,jsin S) ; угол ввода-вьшода, средняя толщина волноводного слоя, 2

номер моды, m 0,1,

J 5 arcsin f.,S IS inx

; - л e X

m n:

Тираж 533

1 g i-os x+glsin x Подписное

Изобретение относится к волно- водной оптике и позволяет увеличить эффективность ввода-вьшода излучения в тонкопленочный волновод со стороны прилегающей среды с меньшим, чем у подложки, показателем преломления. На подложке 1 размещен волноводный слой 2 с синусоидальными гофрами 4,5 на границах раздела с подложкой 2 и прилегающей средой 3 соответственно.Вол- новодная мода, возбужденная в слое 2, испытьгеает дифракцию на гофрах 4,5с параллельными штрихами. Гофр. 5 сдвинут в устройстве I ввода в направлении распространения волновод- ной моды, а в устройстве II вьшода - в противоположном направлении. Приведено соотношение, связывающее амплитуды гофров 4,5. 1 ил. i сл