Научная литература
booksshare.net -> Добавить материал -> Физика -> Херман Й. -> "Лазеры сверхкоротких световых импульсов" -> 23

Лазеры сверхкоротких световых импульсов - Херман Й.

Херман Й., Вильгельми Б. Лазеры сверхкоротких световых импульсов — М.: Мир, 1986. — 368 c.
Скачать (прямая ссылка): lazerisverhkorotkihsvetovih1986.djvu
Предыдущая << 1 .. 17 18 19 20 21 22 < 23 > 24 25 26 27 28 29 .. 103 >> Следующая


В разработке отдельных компонентов ОИС на основе трехмерных OB достигнуты значительные успехи. Реализованы и ис-52 следованы различные типы канальных и лолооковых OB, направленные ответвители, модуляторы и !переключатели, перестраиваемые фильтры, волноводные арифметические и логические устройства, полосковые полупроводниковые лазеры со сложной геометрией резонатора и целый ряд других элементов и устройств, обеспечивающих качественно новые возможности при разработке и создании многофункциональных ОИС. Для объединения отдельных компонентов на общей подложке в ОИС разработаны и находят применение различные элементы іволноводного тракта на основе трехмерных OB, такие, как плавные волноводные переходы, разветвления и пересечения, изгибы, изломы и т. п.

Основные типы трехмерных (канальных и полосковых) OB схематически представлены на рис. 3.1, где показаны профили их поперечных сечений. Деление трехмерных OB на канальные и полосковые в некоторой степени условно, но оно отражает конструктивные особенности рассматриваемых волноводных структур, определяющие возможное число волноводных мод, распределение

W

a) At

J nz
1 ftJ -|— —I у
1 Y/////t, По ' У/////Л

Y б) А

В) h

В)

uj h

Ш Y г) h

пг
А IЩ
' IWM mm
I01 X

Ш7/, п° XH п,(х,у)

nI I3
ж) h П^і,
' W/////Z, п„ * Ш/А

"21

I "j і"/ FT

Ш////.ШШ

n„\t

Y е) А.

iv





п2

ІІІГ

a) h

пд

По

/

п2

п,(х)

0 n^, M

Г /к

i z x

Рис. 3.1. Профили поперечного сечения основных типов трехмерных OB:

а—д — канальных (а, б — гребенчатого: в, г — погруженного; д — погруженного градиентного) ; є—и — полосковых (е, ж — тонкопленочных, з, и — градиентного)

S3" их полей и, следовательно, их основные свойства и характеристики. Для всех типов таких OB оптическое излучение более или менее локализовано в облаете с показателем !преломления п\, большим по сравнению с показателями преломления подложки по и прилегающих к волноводу сред п2, «з, «4, Re«3, где йъ — показатель преломления металлических слоев. В целом ряде случаев показатель (Преломления трехмерного волновода может быть представлен IB виде

«1 (*> у) = "о + А п f (Xldx) g (уIdy), (3.1)

где An = Hi—п0 — максимальное приращение показателя преломления волноводного оло'я, причем Ап<^По) f(x/dx), g(yi/dy) — функции профиля показателя преломления OB по координатам X и у соответственно; /(0) = 1, f(оо)=0; ?(0);? 1, gf±oo)=0; dx и dy — параметры профиля показателя .преломления OB вдоль координат хи у соответственно, определяющие глубину D (см. выражение (1.32)) и ширину W градиентного трехмерного OB. Здесь и в дальнейшем без ущерба общности полагается, что По^n2, Пг, «4, Re/із.

В канальном волноводе гребенчатого типа (рис. 3.1,а, б) из-за значительной разности показателей преломления П\ и п2 в поперечном направлении, как правило, реализуется многомодовый режим распространения оптического излучения. Поле волноводных мод локализовано главным образом в волноводном канале, имеющем в идеальном случае поперечное сечение правильной прямоугольной формы, и практически не проникает в среду с показателем преломления «2 (обычно это воздух); тогда f(x/dx) = — S(y/dy) = 1 для x^D и Iy\^W/2 соответственно. В реальном , OB волноводный канал может иметь более сложный профиль поперечного сечения, например приближающийся к трапецеидальному.

Гребенчатые канальные волноводы обычно получают путем удаления ненужного материала соответствующего планарного OB с помощью химического, высокочастотного, ионно-лучевого или плазмо-химического травления через подходящую защитную маску. При такой обработке рельеф поверхности защитной маски переносится на волноводный слой. Наиболее контролируемыми способами удаления лишних участков планарного OB являются ллаз-мо-химическое и ионное травление и полировка (механическая микрообработка). Химическое травление является менее контролируемым процессом, чем ионно-плазменная обработка или высокочастотное травление, но оно позволяет получать различные ме-заструктуры со строго определенными профилями каналов с помощью избирательного анизотропного травления целого ряда монокристаллических материалов, например арсенида галлия и кремния. Методы электронно-лучевой обработки обеспечивают изготовление волноводных структур с шероховатостью ,кромок ме-'нее 50 нм (практически недостижимой для обычной фотолитографии) и весьма перспективны с точки зрения достижения высокой 54 технологичности процесса изготовления как отдельных элементов,, так и ОИС в целом.

Погруженные канальные волноводы (рис. 3.1,в—д), включая диффузионный канальный OB, по своим свойствам занимают место где-то между гребенчатыми канальными и полосковыми OB. Число распространяющихся волноводных мод в таких OB зависит от поперечных размеров волноводного канала и разности показателей преломления материалов сред, образующих волновод.

Для изготовления погруженных канальных OB применяют различные методы эгоитаксиального інаращивания полупроводниковых слоев на подложке с предварительно созданными гребнями или канавками, методы ионной имплантации и твердофазной диффузии в различные !полупроводниковые материалы и монокристаллы активных диэлектриков с помощью соответствующих масок. Для этих целей представляют интерес также ХСП, которые позволяют формировать погруженные OB и волноводные элементы как оптическими методами (через соответствующие масюи), так и с помощью электронно-лучевой записи фазового рельефа в тонкопленочных слоях.
Предыдущая << 1 .. 17 18 19 20 21 22 < 23 > 24 25 26 27 28 29 .. 103 >> Следующая

Реклама

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed

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

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed