Устройство для вывода излучения Советский патент 1982 года по МПК G02F1/03 

Изобретение относится к интегральной оптике и может быть использовано, например, при создании малогабаритных дефлекторовi

Известны устройства для вывода излучения, в которых при изменении величины напряжения электрического поля изменяется угол отклонения све-. тового луча 1.

Недостатком этих устройств является то, что с их помощью нельзя сформировать узкую диаграмму направленности излучения на выходе кристалла, так как кристалл не обладает форми рующим свойством.

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности и достигаемому результату является устройство для вывода излучения, содержащее пленочный световод, расположенный на подложке,на поверхность пленки которого нанесена дифракционная решетка .2.

Однако это устройство характеризуется низкой точностью наведения и вхождения в связь.

Цель изобретения - повышение точности наведения и вхождения в связь.

Цель достигается тем, что в устройство для вывода излучения, содержащее пленочный световод, расположенный на подложке, на поверхность пленки которого нанесена дис фракционная решетка, введен источник переменного электрического напряжения, подложка световода выполнена из электрооптического материала, и на ее боковые поверхности

д нанесены электроды, подключенные к источнику переменного электрического напряжения, а период дифракционной решетки Д. выбран из условия

А- .,, А(1)

где /I - длина волны излучения в

световоде;

п - эффективный показатель преломления световода;

показатель преломления

20 подложки.

На чертежеизображена конструкция предлагаемого устройства.

На подложку 1, вьтолненную из электрооптического материала с по25казателем преломления п, нанесена пленка 2 с показателем преломления , на поверхности которой выполнена дифракционная решет|Ка 3 с периодом-Л, удовлетворяю30щим условию (1). На боковые поверхности подложки нанесены электроды 4 которые подключены к источнику переменного электрического напряжения 5. Устройство работает следующим образом. Распространяющийся по пленочному световоду оптический сигнал проходи через участок световода, где на под ложку действует переменное электрическое поле. Вследствие электрооптического эффекта под действием переменного электрического поля изменяется показатель преломления подложки п , а следовательно, и эффективный покаэатель преломления п7 связанный с п следующим уравнением ),rctg- S - -УТ n2-(rf)i Ло , arc to -( arctg ,, ( и лежащий в предела , где h - толщина пленки; п ее показатель преломления. При этом будут изменяться углы высвечивания оптического сигнала, т.е. будет происходить изменение пространственного положения светово го луча. Выбор периода решетки .обусловлен следующим. Направления излучения в подложку (}., и в воздух ( ) в устройстве, содержшцем пленочный световод, расп ложенный на подложке, на поверхност пленки которого нанесена дифракцион ная решетка, определяются соотношениями-1 , 1 -. , arccos i() % arccosCn - -) Из выражений (2) и (3) видно, чт при заданной частоте (длине волны), сигнала, распространяющегося по све товоду, направление излучения является неизменным, поскольку эффективный показатель преломления п од нозначно определяется параметрами световода п, п, h. Из выражений (2) и (3) определяютсяобласти значений Д-о, в которых имеет место излучение только в подложку (Л) ( )()Л (4 (В) (п + 1) (, )Л (5 При этом область А оказывается предпочтительней чем В,поскольку пр заданной Л она соответствует больш му шагу решетки, что проще реализовать на практике. В дифракционном излучателе, выполненном в виде отрезка гофрирован ного диэлектрического световода, питающей волной является волна Hg плоского световода, скорость распространения которой равна „ с V - . (6 П Как видно из уравнения (6), скорость распространения волны, питающей излучатель, зависит, в частности, от эффективного показателя преломления п, изменяя который можно в соответствии с (2) изменять направление излучения V . Изменение п достигается тем, что подложка световода, выполненная из электрооптического материала, помещена в переменное электрическое поле, изменение которого вызывают изменения/ показателя преломления подложки п, а следовательно, и п. Предлагаемое устройство для вывода излучения позволяет повысить точность наведения и вхождения в связь, поскольку обеспечивается достаточно точная установка угла излучения. Его можно применять в схемах интегральной оптики, так как оно представляет собой пленарное устройство с параметрами, соответствующими пленочным световодам, применяемым в интегральной оптике. Кроме того, так как излучение формируется дифракционной решеткой, то ширина светового пучка, пропорционального отношению Л/8, гдеЕ - длина решетки, может быть сделана достаточно узкой. Формула изобретения Устройство для вывода излучения, содержащее пленочный световод, располохсенный на подложке, на поверхность пленки которого нанесена ди- фракционная решетка, отличающееся тем, что, с целью повышения точности наведения и вхождения в связь, в него введен источник переменного электрического напряжения, подложка световода выполнена из электрооптического материала, и на ее боковые поверхности нанесены электроды, подключенные к источнику переменного электрического напряжения, а период дифракционной решетки Л выбран из условия Л ... X 10, где Л длина волны излучения в световоде; эффективный показатель преломления световода; Tij,- показатель преломления подложки. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Итоги науки и техники. Радиотехника. Подред. И.А.Волошина. М., ВИНИТИ, 1979, т.19, с. 52-66. 2.Киселев В.А. О дифракционном вводе излучения в тонкопленочный волновод. - Квантовая электроника 1974, № 7, с.1578-1584.

fl

-ь

/ /