Планарное акустическое устройство Советский патент 1980 года по МПК G02F1/33 

(54) ПЛЕНАРНОЕ АКУСТООПТИЧЕСКОЕ УСТРОЙСТВ, ,.

12

isiSt:-;

взапмоде11ствия приоорстает лополпггсл;иые амплитудные и фазовые иекажеипя поля в поперечном сечении вследствие накапливающего эффекта рассеяния на локальных нсоднородностях показателя преломления подложки и нееущего слоя и изменения толщины несун,его слоя вдоль пути распространения онтпческой волны.

Целью изобретення является умегилненпе габаритов н улучшенне Наумовых характеристик за счет уменьнтепия длины нути оптической волноводной волны.

Эта нель достигается тем, что входной расширитель вынолнен в виде отражательной гофрированной структуры, штрнхн которой ориеитнровапы под углом, близким к 45° к направлениям распространения опти ческой и акустической волн, за отражательной гофрированной структурой вдоль нрямой, соединяющей центры дифракционной решетки и отражательной гофрированной структ фы установлен поглотитель оптических волн. Точное расположение гофра эеujCTKii онрсдсляетея расчетным путем с учетом выбранного тнпа дифракдни (Брэгта или Рамана-Ната), длнны оптнчеекой н акуетической волны.

Предлагаемое изобретение пояеняетея чертежом. На чертеже показаны нодложка / из днэлектрика, обладающего прозрачностью в заданном днапазоне л,лрпг волн, пызоэффектом и фотоуиругостью, песутций слой 2 в виде тонкой нленки из оптическн прозрачного диэлектрика с показателем преломления большим, чем у окружающих сред; гофрированная структура о (дифракционная решетка для ввода излучення от источника света в волновод, лзготавливаемая травлением илн какимлибо другим способом, область распространения оптических волн на чертеже показана пунктирной линией; отражательная гофрированная структура 4, гофры которой орлентнрованы под углом, близкнм к 45°, по огнощенню к направлению распространения оптической и акустической волн; поглотитель 5 оптической волноводной волны, выполненный в виде слоя железа, графита н т. п.: встречно-штыревой возбудитель 6 акустических новерхностных волн, нанесенный на подложку (волнистыми лнннями на чертеже ноказана область, в которой распространяются акустические поверхностные волны), нланарная собирающая линза 7, линейка 8 фотонриемника.

Устройство работает следующим образом.

Пучок объемных оптических волн с номощью гофрнрованной структуры 3 преобразуется в оптические волноводные волны, которые, распространяясь но волноводу по осн у, нонадают на отражательную гофрированную структуру 4. Гофрированная структура 4 выполнена с малым линейным коэффициентом отрал енпя, поэтому узкий

ьучок света, падающий на структуру в иаГ|1авлс1 1и оси у преобразуется в широкий 1уч()к, распр(;страпяю1цийся от структур -/ -; направлении оси z. Часть узкого свето150ГО нучка, нрошедшего через структуру -; без отражения, ноглош.ается ноглотителем

5,тем самым устраьяются шулюзые блики, которые моглп бы возникнуть вследствие с/траження части прошедгней волны от краев подлолски и iiecymero слоя в отсутствие поглотнтеля. Одновременно на пьезопреобразователь i подается сигнал, фурье-изображение которого наблюдают с HOMOHII IU фотонриемпиков в фокальной линии плапарной линзы 7. Операции с элементами

6,7, 8 идентичны е.К)Т -;етст1 уюии1.м оиераД1;ям в прототипе.

Отметим некоторые особенности изобретения. Во-первых, расстояние, пробегаелюе

0;1Т;:ЧССКОЙ ВОЛПОВОДНОЙ волной от ВХОДНО

|)ен1--:ткп До места акустооптического взаим(;дспствия онределяется апертурой опти сс()й волны н по порядку величнпы равно i;;::p:nic этой апертуры, т. е. при njHpnnc

апертуры порядка 3 см длина пути опти ()й волны в волповоде умепьшается г.-римерпо в три раза по сравнению с (гииом. Соответственно в таких же иреде.ах умен п1аются и габариты всего плапарInro акустооптического устройства.

Во-вторых, коэффициент отражения гофр.1р(;1)аииой структуры, определяемый глуб;|;(}й гофра и его ориентацией, а также 1-;ол,ичнпой удаления решетки от иучности

Г)пт11чес ой волноводной волны, в практичось:и реализуемых конструкциях может ;;ост 1гать величины порядка 0,95. В этом случае при малом линейном коэффициент отражеи1 я (порядка 0,3 и меньше)

гофрированная структура но своим иаправленным свойствам близка к планарным коллпматорным устройствам, поэтому избирательные свойства предлагаемого устройства в зависимости от частоты акустической

волны по сравнению с нрототипом не изменяются. Кроме того, локальной регулировкой глубины модуляции или удаления решетки от пучности оптической волны ал;плитудно-фазовые распределения на ее выходе можно существенно улучшать. А так как длина пути оптической волны в заявляемом зстройстве уменьшается, то его шумовые характеристики по стравнению с прс тетином улучшаются.

В-трстьих, устройство донускает возможность введения в него дополнительных элементов в зависимости от его коикрет1юг;) назначения. Так, например, ири взсдои л в устройство двух систем иьезопреобразоватслей мы приходим к з-стройств-, акустооптического конвейера.

Е-четвертых, устройство допускает примеисние для изготовления подложки и несущего слоя материалов, не обладающих

пьезоактивпостью. Работоспогобиогть -гтройства в таких случаях обеспечивается нанесением системы встречно-штыревых электродов на промежуточную тонкую пленку, обладающую необходимыми пьезосвойствами.

В-пятьй., технология изготовления гофрированной структуры проще технологии изготовления планарного коллиматора.

Фор|Мула изобретения

Планарное акустооптическое устройство, содержащее диэлектрическую подложку, напесенные на нее несущий .слой из диэлектрика с большим, чем у подложки, показателем преломления и один или несколько возбудителей акустических поверхностных волн, дифракционную решетку для возбуждения оптических волноводных волн, планарную фокусирующую линзу, линейку фотоприемников, отличающееся тем, что, с целью уменьшения габаритов и

улучшения шумовых характеристик за счет уменьшения длины пути оптической волноводной волны, входной расширитель оптической волны выполнен в виде отражательной гофрированной структуры, штрих ; которой ориентированы под углом, близким к 45° к направлениям распространения акустической и оптической волн, а за отражательной гофрированной структурой вдол;прямой, соединяющей центры дифракционной решетки и отражательной гофрированной структуры, установлен поглотитель оптических волн.

1--1СТОЧНИКИ информации, принятые во внимание при экспертизе:

1.Гудзенко А. И., Курдюмов О. А., Осадчев Л. А. Акустооптические взаимодействия в планарных оптических волноводах и устройства на их основе. «Зарубежная радиоэлектроника. 1976, № 9, с. 55.

2.Journal of Qnntum Electronies, vol. QE-13, № 4. 1977, p. 268 (прототип).

tVI /

kfEf

.-///i

/ / ..7// / Л. / // I i/:i--v// } V- ///

/