Научная литература
booksshare.net -> Добавить материал -> Физика -> Херман Й. -> "Лазеры сверхкоротких световых импульсов" -> 45

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 .. 39 40 41 42 43 44 < 45 > 46 47 48 49 50 51 .. 103 >> Следующая


5.2. МЕТОДЫ СОГЛАСОВАНИЯ ОПТИЧЕСКИХ

ВОЛНОВОДОВ И ВОЛОКОННЫХ СВЕТОВОДОВ

В настоящее время разработано достаточно много разнообразных устройств для стыковки OB и ВС, в которых используются различные методы согласования волноводных структур [70]. Для согласования OB с ВС наибольшее применение находят два основных метода: метод непосредственной связи или стыковки в торец, в котором торцы OB и ВС стыкуются, и метод распределенной связи или метод оптического туннелирования, в котором мощность возбуждающей поверхностной волны тунне-лирует через боковую поверхность волноводных структур на длине зоны связи, которая много больше их поперечных размеров.

Стыковка в торец, несмотря на очевидную ее простоту, очень критична к точности совмещения и качеству обработки поверхности торцов соединяемых OB и ВС. Этот метод применяется при стыковке OB друг с другом, OB и ВС, источников излучения с OB и ВС, ВС друг с другом и т. ,п., когда показатели преломления сочленяемых волноводных структур могут значительно различаться.

Метод распределенной связи с отличие от стыковки в торец не требует столь жестких допусков на установку сочленяемых элементов, так как осуществляется за счет согласования фаз возбуждаемой и возбуждающих волн на расстоянии, много большем, чем длина волны. Он обеспечивает более простое конструктивное исполнение устройств связи, однако применим главным образом

103 для согласования волноводных структур с одинаковыми или близкими показателями преломления.

Разработаны и некоторые другие .методы согласования OB и ВС, которые по своей сути являются разновидностями основных методов, дополненных качественно новыми возможностями, — это связь волноводных структур с помощью суживающегося (скошенного) края OB или ВС, дополнительного изгиба ВС, фокусирующих дифракционных решеток с переменным периодом. Для согласования волноводных структур с заметно различающимися показателями преломления и размерами поперечного сечения находят применение непосредственная и распределенная связь с помощью периодических структур, голографических элементов ввода излучения и различные комбинации соединений OB со скошенной кромкой, плавными волноводными переходами и т. п.

В общем случае задачу согласования двух волноводных структур можно рассматривать как возбуждение приемной антенны некоторым заданным полем излучающей антенны. При одинаковой поляризации электрических полей возбуждающей 1F0 и возбуждаемой Ti волн и при не слишком широкой диаграмме направленности излучающей и приемной апертур (что обычно имеет место в волоконной и интегральной оптике) в приближении, эквивалентном приближению Кирхгофа, эффективность согласования волноводных структур ПО МОЩНОСТИ Г) есть [18]

fl — ^tf tIoi (5.11)

где

Tlo = IJT0 W1 d S|2 (5.12)

S

определяет эффективность перекрытия возбуждающего 1Fo и возбуждаемого Ti полей, нормированных таким образом, что У IT012CfS=I и J IT1 |2dS= 1; Tr=I-R- коэффициент пропус-

S S

кания; R — коэффициент отражения по мощности световой волны от торцов волноводных структур, учитывающий несогласованность передающего и приемного волноводных трактов. Интегрирование в (5.12) проводится по всей площади приемной апертуры.

При стыковке волноводных структур в торец необходимо учитывать возможное различие коэффициентов отражения от торцов OB и ВС, R0 и Rі, и наличие зазора между ними. Поэтому в общем случае коэффициент пропускания Tr имеет вид [70, 147]

т =_(1 —flo)(l -Ri)_

R 1 + R0 R1-2 (R1 R0)1'2 cos (26 Д г) '

где A2 — расстояние между торцами стыкуемых волноводных структур. Для OB и ВС с небольшими и примерно одинаковыми показателями преломления TR~ 1. Если же коэффициенты отражения значительно отличаются (один из показателей преломления достаточно велик), то с помощью специальных мер (просвет-104

(5.13) ление торцов, применение иммерсии и т. п.) коэффициент отражения может быть уменьшен практически до нуля. При этом просветление даже одного торца (как это следует из выражения (5.13)) устраняет значительные осцилляции Tr, возникающие при изменении расстояния Az между торцами стыкуемых волноводных структур, что существенно с практической точки зрения. Таким образом, эффективность согласования волноводных структур г) определяется в основном интегралом перекрытия полей возбуждающей и возбуждаемых волн. Из неравенства Коши — Шварца следует, что Tjo^l и только при MrO = Oi1Fb где а\ — произвольная постоянная, Ii0= 1.

Эффективность согласования или передачи мощности между волноводными структурами с распределенной связью в одновол-новом приближении при однонаправленной связи волн может быть определена на основе теории связанных волн с помощью выражения (1.41), в котором коэффициент связи К определяется интегралом перекрытия полей возбуждающей и возбуждаемой волн и зависит от физической природы возмущения, обусловливающего распределенную связь волн, а длина зоны связи L — геометрией устройства согласования OB и ВС. В рассматриваемом случае необходимым условием эффективного согласования волноводных структур является условие фазового синхронизма волн, при котором 6 = 0 или, по крайней мере, 6/КСІ на длине связи L, которая связана с коэффициентом связи К соотношением (1.43).
Предыдущая << 1 .. 39 40 41 42 43 44 < 45 > 46 47 48 49 50 51 .. 103 >> Следующая

Реклама

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed

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

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed