Научная литература
booksshare.net -> Добавить материал -> Физика -> Семенов А.С. -> "Интегральная оптика для систем передачи и обработки информации" -> 35

Интегральная оптика для систем передачи и обработки информации - Семенов А.С.

Семенов А.С., Смирнов В.Л., Шмалько А.В. Интегральная оптика для систем передачи и обработки информации — М.: Радио и связь, 1990. — 224 c.
ISBN 5-256-00738-6
Скачать (прямая ссылка): integralnayoptika1990.djvu
Предыдущая << 1 .. 29 30 31 32 33 34 < 35 > 36 37 38 39 40 41 .. 103 >> Следующая


Для реализации резкого излома оси трехмерного OB на угол 20«я/2 (см. рис. 3.11,в) применяют локальные отражатели различного типа. Такой уголковый излом (изгиб) оси OB обеспечивает передачу мощности из входного в выходной волновод за счет полного внутренннего отражения моды OB от границы раздела между боковой торцевой поверхностью OB или подложки и

81 прилегающей средой либо с помощью металлизированного зеркала. Для расчета коэффициента передачи мощности а данном случае используют разложение поля мод ОВ по плоским волнам и вычисление интегралов перекрытия полей волн на участке излома оси OB [131]. При изломе оси OB на угол 20-^2(0^ + 0,*), где 0кр — критический угол полного внутреннего отражения от границы раздела диэлектрических сред (n"3 = 0); ^m — угол распространения моды относительно оси волновода, потери мощности на таком изгибе пренебрежимо малы как для Exи-, так и для Ev11-моды OB.

Потери на уголковом изгибе от металлизированного зеркала практически не зависят от нормированной ширины V волновода и показателя преломления п3 среды, прилегающей к волноводу. С ростом 0 потери слабо уменьшаются для моды Ex11 и слегка увеличиваются для ^Уц-моды. Наименьшие потери от зеркального отражателя на основе Ag не превышают 0,2 дБ. Диэлектрический отражатель (я'3=1) с углом излома 20«*я/2 вносит потери не более 0,2 дБ лишь при использовании одномодовых OB.

При соединении на общей подложке одинаковых трехмерных OB со значительным сдвигом их осей могут применяться S-об-разные волноводные переходы с изломом или изгибом оси переходного волновода. В общем случае форма и размеры такого волноводного перехода могут быть достаточно произвольны. Для уменьшения потерь мощности на неоднородных участках изогнутого волноводного перехода до допустимого уровня его параметры должны быть оптимизированы.

Волноводный переход длиной L с линейным изломом оси на угол 0('0«Ся/4) (рис. 3.11,г) имеет коэффициент передачи мощности

Tm = РВЫХ1РВх = Щ) TW ехр (- a LlZOS 0), (3.55)

где T^m, TWm — коэффициенты передачи мощности ?1т-моды OB на каждом изломе, определяемые с помощью выражения (3.41) или (3.45) (обычно ТО)т = Т^т); а — коэффициент потерь, обусловленный поглощением и рассеянием излучения в OB. Для типичных параметров канального OB на основе ниобата лития Z-среза (W= 3 мкм; п0=2,2885; «, = 2,2916; п*и =2,2888; dx= = 3,35 мкм; Шоу = 3,56 мкм) потери в S-образном переходе с изломами оси не превышают 1,5 и 6 дБ для B/L=0,01 и 0,02 соответственно [132].

На практике S-образный плавный волноводный переход может быть образован дугами двух окружностей радиусом сопряженных между собой и с соединяемыми волноводами (рис. 3.11,0). При малых B/Lzg:0,01 потери в S-образном переходе с изломами оси оказываются меньше по сравнению с плавным переходом, однако при больших значениях BjL (к: 0,1) потери мощности на ломаном переходе могут значительно превышать потери на плавном. Отметим, что для обеспечения потерь меньше 1,5 дБ радиус кривизны R0 должен быть порядка 30 мм. 89 С учетом возможностей технологии изготовления реальные S-образные волноводные переходы могут быть выполнены в виде ступенчатой кривой, вписанной в профиль идеального перехода. На реальном переходе с уменьшением длины перехода L потери в результате изгиба увеличиваются, а с увеличением его длины они увеличиваются из-за квазипериодической деформации оси волновода. Поэтому требуется оптимизация параметров волноводных переходов рассматриваемого типа. В [133] на основе проведенного анализа предложен S-образный волноводный переход оптимальной длины !опт между двумя волноводами одинаковой ширины W, обеспечивающий минимальные потери на излучение, не превышающие 0,5 дБ.

3.8. СВЯЗАННЫЕ ТРЕХМЕРНЫЕ ОПТИЧЕСКИЕ ВОЛНОВОДЫ

Исключительно широкие возможности для разработки волноводного тракта ОИС предоставляют связанные трехмерные OB. Общие закономерности распределенной направленной связи волн в OB рассмотрены в гл. 1. Здесь мы остановимся на практических аспектах построения элементов волноводного тракта ОИС на основе связанных трехмерных OB.

В нашем рассмотрении будем опираться на теорию связанных волн применительно к одномодовым трехмерным OB. Связь волноводов осуществляется перекрытием полей их мод. В приближении слабой связи OB можно не учитывать связь волноводных мод с модами излучения и пренебречь поправками к постоянным распространения мод связанных волноводов.

п%

2 Ч 1 1
tvi
I ПI
L "К, а|

О)

h.

г L

Wi

л



ТкГ \ К1



•Н 5



Рис. 3.12. Различные варианты направленных ответвителей (а, б) и У-образных разветвителей (в, г) иа связанных OB:

L — длина связи; 1—5 — номера волноводов

83 Наибольший интерес для практики представляют направленные ответвители и У-образные разветвители на связанных OB (рис. 3.12). Коэффициент передачи мощности ц = РіІР\ в направленном ответвителе на связанных OB определяется выражением (1.41), причем в случае полного фазового согласования (связи двух одинаковых OB) 6=0 и полная перекачка мощности из одного волновода в другой происходит на длине связи L, определяемой выражением (1.43). Таким образом, минимальная длина связи направленного ответвителя на двух связанных OB задается из условия KL0=я/2, где коэффициент связи К определяется интегралом перекрытия полей мод связанных волноводов.
Предыдущая << 1 .. 29 30 31 32 33 34 < 35 > 36 37 38 39 40 41 .. 103 >> Следующая

Реклама

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed

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

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed