Научная литература
booksshare.net -> Добавить материал -> Физика -> Ахманов С.А. -> "Оптика фемтосекундных лазерных импульсов" -> 57

Оптика фемтосекундных лазерных импульсов - Ахманов С.А.

Ахманов С.А., Выслоух В.А., Чиркин А.С. Оптика фемтосекундных лазерных импульсов — М.: Наука, 1988. — 312 c.
ISBN 5-02-013838-Х
Скачать (прямая ссылка): lazerisverhkorotkihsvetovih1986.djvu
Предыдущая << 1 .. 51 52 53 54 55 56 < 57 > 58 59 60 61 62 63 .. 103 >> Следующая


О 10 го 30 - tZ, мкм

.128 В результате эффективность ввода излучения довольно слабо зависит от 8 и достигает своего максимального значения при некотором значении 0шах>О.

Торцевая стыковка находит широкое применение для ввода излучения полупроводниковых лазеров и СИД в ВС. Для ВОЛС, в которых в качестве источников излучения используются СИД, применяют многомодовые ВС с достаточно большим диаметром сердцевины 2а и большой числовой апертурой NA. В этом случае эффективность ввода излучения может быть найдена в приближении геометрической оптики. Для СИД с угловым распределением яркости по закону Ламберта эффективность ввода пропорциональна отношению площадей ВС и СИД и квадрату числовой апертуры ВС. Обычно потери на ввод для СИД и ВС с NA = Q,2 составляют около 14...20 дБ. Так как лазеры имеют намного более узкую диаграмму направленности излучения, чем СИД (расходимость в плоскости р—«-перехода составляет 30... 60°, а в перпендикулярной плоскости 3...90), потери при торцевой стыковке с ВС для них меньше: типичные значения лежат в диапазоне 6...7 дБ для многомодовых и 8... 12 дБ для одномодовых ВС-

Для существенного повышения эффективности ввода излучения полупроводниковых лазеров в ВС применяют разнообразные оптические согласующие элементы: различные типы микролинз, помещаемых на торце ВС или между ним и источником, сферические и градиентные линзы и их комбинации. Не останавливаясь подробно на вопросах согласования полупроводниковых лазеров с ВС и, в частности, с одномодовыми ВС, отметим, что в этом направлении за последние годы достигнуты большие успехи. Сравнительный анализ различных типов оптических согласующих элементов и HV различных комбинаций показывает, что с практической точки зрения наиболее оптимальной является трехлинзовая система, состоящая из сферической и двух градиентных цилиндрических линз [156]. В этом случае потери на ввод излучения в одномодовый ВС могут быть меньше 3 дБ и существенно снижаются требования на допуски при юстировке оптических элементов относительно друг друга.

Ввод излучения полупроводникового лазера с помощью туннельного эффекта в пленарные волноводы также представляет интерес для создания гибридных ОИС. Излучение четырехстороннего лазерного диода, все грани которого являются зеркалами разонатора, вводится в пленарный OB. В таком лазере существуют замкнутые кольцевые моды, испытывающие на его гранях полное внутреннее отражение. При контакте грани лазера с плоскостью планарного OB излучение туннелирует в него. Условие согласования для п-и моды волновода имеет вид

пв sin eB7l = пл sin 9Л, (5.50)

где «в, пл — показатели преломления, а 8Вп, 8Л — углы полного внутреннего отражения соответственно в OB и лазере. Недостатком этого метода является достаточно сильная зависимость эф-

5—42 129 фективности ввода излучения от температуры; при изменении температуры лазера на 15...20° эффективность ввода уменьшается примерно в 2 раза. Такой же лазер использовался и для ввода излучения в многомодовый ВС, для чего к его грани прижимался скошенный под определенным углом торец световода.

Рассматриваются и другие варианты согласования лазеров с планарными волноводами: с помощью дифракционных решеток с переменным периодом и амплитудой гофра, посредством двух дифракционных решеток, нанесенных на поверхность OB и активной области лазера [70].

Согласование источников излучения с оптическими волноводами в монолитных ОИС, Рассмотрим теперь проблему согласования источников излучения с OB в монолитных ОИС, в которых различные функциональные элементы интегрированы на общей полупроводниковой подложке. Такие ОИС могут выполнять самостоятельную роль в волоконно-оптическом тракте либо являться составной частью более сложных гибридных ОИС.

Выбор того или иного метода согласования источника излучения и OB в монолитных ОИС определяется как параметрами OB и источника, так и технологическими возможностями [70, 111]. Пример торцевой стыковки полупроводникового лазера и OB показан на рис. 5.11,а. Многослойная структура была выращена эпитаксией из жидкой фазы в системе GaAlAs. Зеркала лазера создавались химическим травлением через ограничивающую размеры резонатора защитную маску, полученную стандартной фотолитографией. В вытравленных областях с помощью метода па-рофазной эпитаксии наращивались слои GaAs. Перед наращиванием на зеркальные поверхности лазера наносился слой SiO2 толщиной 120... 150 нм для обеспечения коэффициента отражения на гранях резонатора, достаточного для возникновения генерации. Помимо химического травления лазерные зеркала и OB с плоскими торцевыми поверхностями могут быть получены с помощью метода иоино-лучевого травления или методом селективного роста. Примером ОИС, изготовленной таким образом, может служить схема, состоящая из лазера, OB и делителя пучка, согласованных прямой стыковкой. При производстве подобных схем необходим высокий уровень контроля качества торцевых поверхностей лазеров и OB и их ориентации, поскольку дефекты и угловые отклонения плоскости зеркал от нормали к плоскости OB и ОИС снижают эффективность связи и коэффициент отражения для мод лазера. В ОИС, названной ее авторами монолитногиб-ридной, полупроводниковый лазер состыкован с OB на основе ХСП As2S3 [157]. В такой схеме OB может находиться в оптическом контакте с гранью лазера, так как вследствие значительной разности показателей преломления материалов лазера и OB коэффициент отражения на границе обеспечивает получение генерации. Поэтому наличие зазора между активной областью лазера и OB не обязательно, что важно для устранения интерференционных эффектов в месте стыка.
Предыдущая << 1 .. 51 52 53 54 55 56 < 57 > 58 59 60 61 62 63 .. 103 >> Следующая

Реклама

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed

Есть, чем поделиться? Отправьте
материал
нам
Авторские права © 2009 BooksShare.
Все права защищены.
Rambler's Top100

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed