Оптический волноводный фильтр Советский патент 1990 года по МПК G02B6/125 

Изобретение относится к оптическим световодам типа оптической интегральной схемы и может использоваться в световод- ных системах связи и обработки информации.

Целью изобретения является повышение избирательности, коэффициента пропу- ск-ания и обеспечение возможности перестройки центральной длины волны полосы пропускания фильтра при упрощении его конструкции.

На фиг. 1 схематически показан предлагаемый фильтр; на фиг. 2 - то же, общий вид.

Оптический волноводный фильтр состоит из подложки 1, на которой расположены пленарные волноводы 2 и 3 и находящийся между ними трехмерный оптический волновод 4, отделенный от пленарных волноводов зазорами переменной ширины за счет криволинейных границ 5 и 6 входного 2 и выходного 3 планарных волноводов.

Фильтр работает следующим образом.

Ограниченный оптический пучок излучения с различными длинами волн распространяется по входному волноводу 2 под углом Oi к оси трехмерного волновода 4. падает на границу 5. При этом угол Ф1 задается таким обоазом, чтобы на границе 5 происходило полное внутреннее отражение всех длин волн, кроме AJ, для которой выполняется условие

СП

VI

00

ON XI

ON

по tpi arccos - ,

ni

(1)

где по и m - эффективные показатели преломления соответственно трехмерного 4 и пленарного 2 волноводов на длине волны А. .

Т.е. для излучения с длиной волны k при выполнении условия (1) полное внутреннее отражение нарушается и за счет неоднородной связи оно полностью вводится в

трехмерный волновод 4. Излучение с длиной волны Я 5 А) испытывает полное внутреннее отражение от грани цы 5. Прошедшее в трехмерный волновод 4 излучение с длиной волны А) переизлучается на длине L в пленарный волновод 3 под углом

эффективный пока arccos-, гдеп

П2

затель преломления волновода 3 на длине волны А. При этом за счет неоднородности ширины зазора оно имеет однородное распределение интенсивности вдоль излучающей аппертуры L Путем изменения угла падения пучка Ф1 можно изменять значение At, соответствующее центральной длине волны полосы пропускания фильтра, т.е. осуществлять его перестройку. В случае, если трехмерный волновод 4 обладает потерями менее 1 дБ/см, что легко достижимо для слабонаправляющих волноводо.в, ширина полосы пропускания ДА по уровню первого минимума составляет

я,

Lsln отw

ДА«

Избирательность фильтра можно варьировать в широких пределах, изменяя величину связи и протяженность аппертуры без снижения коэффициента передачи.

0

Формула изобретения Оптический волноводный фильтр, состоящий из входного и выходного оптически связанных пленарных волноводов, расположенных на общей подложке, и частотно-избирательного элемента, отличающий- с я тем, что, с целью повышения избирательности, коэффициента пропускания и обеспечения возможности перестройки центральной длины волны полосы пропускания фильтра AI при упрощении его конструкции, частотно-избирательный элемент выполнен в виде трехмерного оптического волновода, расположенного на той же под- 5 ложке, что и пленарные волноводы, между планарными волноводами и отделенного от них неоднородными по ширине зазорами, при этом угол между входным оптическим пучком с различными длинами волн во входном планарном волноводе и осью полоско- вого волновода

Пл

/ arccos ,

П1

$&

где по и щ - эффективные показатели преломления трехмерного и входного пленарного волноводов на длине волны А) соответственно, а эффективный показатель преломления выходного пленарного волновода .

0

5

0

Изобретение относится к оптическим световодам типа оптической интегральной схемы и может использоваться в световодных системах связи и обработки информации. Цель изобретения - повышение избирательности, коэффициента пропускания и обеспечение возможности перестройки центральной длины волны полосы пропускания фильтра при упрощении его конструкции. В фильтре частотно-избирательный элемент выполнен в виде трехмерного оптического волновода, расположенного на общей подложке между двумя планарными волноводами и отделенного от них неоднородными по ширине зазорами. 2 ил.

г

У ЛнЛ /---Ду

Фиг.1

4 -Lf

I

Фиг. 2