Научная литература
booksshare.net -> Добавить материал -> Физика -> Херман Й. -> "Лазеры сверхкоротких световых импульсов" -> 38

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 .. 32 33 34 35 36 37 < 38 > 39 40 41 42 43 44 .. 103 >> Следующая


Для заданной fnm-моды полоекового или канального OB со ступенчатым распределением показателя преломления по координате у коэффициент передачи мощности У-образного разветвителя (см. рис. 3.15,в) в рассматриваемом приближении есть [68]

Tnm = sin* {kn'nm в W/2)l(kn'nm Є W?f. (3.61)

При увеличении угла 0 связью выходных плеч разветвителя можно пренебречь и он работает как делитель световой -мощности. Углы разветвления 0, при которых туннельная перекачка мощности между плечами разветвителя несущественна, удовлетворяют условию 0^K/yii, где К — средний коэффициент связи мод двух разветвляющихся OB; уп — постоянная затухания поля моды OB вне волновода вдоль оси у (см. выражение (3.16)). Так, например, уже при 0^0,5° для OB на основе ниобата лития с W = = 3,5 мкм связь между выходными волноводами по мощности не превышает 10% [67].

На практике реальные Y-образные разветвления канальных и полосковых OB имеют не острый, а обрезанный угол сопряжения разветвляющихся волноводов (как показано на рис. 3.15,6), что приводит к дополнительным потерям мощности. Симметричный разветвитель на основе одномодовых OB при SfWz^.0,5 имеет дополнительные потери мощности не более 10...20% [66].

Для уменьшения потерь на У-образном разветвлении сопряжения волноводов выполняют с малыми углами разветвления (10=? »=0,5 ... 1°) с помощью изогнутых секций в выходных OB с достаточно большими радиусами кривизны.

Существенного расширения диапазона возможных углов разветвления 20 трехмерных OB при одновременном уменьшении потерь можно достичь в У-образном разветвителе гибридного типа (рис. 3.15,г) [139]. В таком разветвителе сопряжение волноводов выполняют с помощью прямоугольной пирамиды, имеющей показатель преломления n3-a n*u<Ln*i и выступающей на высоту Hrt над плоскостью разветвляющихся волноводов. Ширина ее совпадает с шириной W входного волновода, а длина L = W/sin-0. Показатель преломления пз задается выражением лз = л*і[8іп2фт + + cos2('8+<pni)]1/2, где фт—угол распространения моды трехмерного OB относительно оси z; угол 0>фт. Такой разветвитель при типичных параметрах OB (W=b мкм; л*п = 1,5; Дл*/"* = 1,33X XlO-3; V= 1,22; йп=28 мкм) на длине волны A,= l мкм имеет потери, не превышающие 2 дБ в диапазоне углов разветвления 20 от 4 до 11 . В зависимости от угла разветвления 20 и параметров OB л3 может быть как меньше, так и больше л*ц. Несмотря на очевидные преимущества гибридного У-образного разветвителя, реализация его в данном виде затруднительна. На практике возможно использование упрощенного варианта такого У-развет-вителя, например на полосковых OB, при л3=л*ц.

89 Для создания разветвленного волноводного тракта ОИС большой интерес представляют многоплечие разветвления трехмерных OB. Разработаны и исследованы четурехплечие разветвители с тремя выходами, шестиплечие разветвители с пятью выходами, гибридные разветвители на основе трех- и четырехплечих развет-вителей, обеспечивающие заданное распределение мощности в выходных плечах разветвителя [68].

Рассмотренные выше У-образные соединения трехмерных OB применяются не только для разветвления, но и для объединения (сведения) OB в волноводном тракте ОИС. Такой У-образный соединитель имеет два (или несколько) входных и одно выходное плечо. В этом случае, как показывает анализ на основе теоремы Лиувилля, в У-образном соединении возникают дополнительные потери мощности, обусловленные сохранением фазового объема, занимаемого оптическим излучением. Для У-образных соединений одномодовых OB (см. рис. 3.15,а) при малых углах 29 потери составляют 3 дБ и несколько возрастают с увеличением угла разветвления волноводов [129].

Пересечения трехмерных OB также находят широкое применение при разработке различных активных и пассивных элементов ОИС. Основные типы пересечений трехмерных OB показаны на рис. 3.16. Для уменьшения потерь мощности область пересечения погруженных канальных волноводов выполняют с увеличенным показателем преломления (заштрихованная область на рис. 3.16,6) 2Дл + «о, где An = Zii—по- Потери мощности в таком волноводном пересечении обусловлены в основном отражением направляемых воли на границе раздела сред с различными показателями преломления.

Углы пересечения трехмерных OB могут быть как больше, так и меньше критического угла 0кр полного внутреннего отражения. Для построения переключателей и коммутаторов на пересе-

Рис. 3.16. Основные типы пересечений трехмерных OB:

а — с показателем преломления в области пересечения, не отличающимся от показателя преломления OB; б —с повышенным показателем преломления в области пересечения; а — многоплечее пересечение полосковых OB

до кающихся OB представляют интерес малые углы пересечения OB 0<Ся/2. При разработке ОИС с разветвленным волноводный трактом могут использоваться углы пересечения 0«гя/2. Для практики представляют также интерес многоплечие пересечения полосковых OB (рис. 3.16,6) [125].

Анализ пересечений многомодовых трехмерных OB обычно проводят в приближений геометрической оптики, что оправдано уже при числе «од M свыше 10. В предельном случае, когда 0<С <С0кр (рис. 3.16,а), в оба выходных канала будет передаваться приблизительно одна и та же часть мощности и коэффициенты передачи мощности будут составлять T3 = Ti^ 1/4—(0кр/4)2/2 [141].
Предыдущая << 1 .. 32 33 34 35 36 37 < 38 > 39 40 41 42 43 44 .. 103 >> Следующая

Реклама

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed

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

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed