Научная литература
booksshare.net -> Добавить материал -> Физика -> Семенов А.С. -> "Интегральная оптика для систем передачи и обработки информации" -> 59

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 .. 53 54 55 56 57 58 < 59 > 60 61 62 63 64 65 .. 103 >> Следующая


Еще одним источником излучения в ОИС могут быть полупроводниковые лазеры с кольцевыми резонаторами. Для ввода их излучения в OB предпочтительна туннельная распределенная связь, которая может осуществляться через поверхность, параллельную плоскости р—«-перехода, или через боковую поверхность кольцевого резонатора (см. рис. 5.11,е).

Элементы связи волноводных структур как причина шумов в BOJIC. Вследствие неполного согласования и отражений световых волн в элементах связи последние могут служить причиной искажения сигналов и появления дополнительных шумов в ВОЛС, которые могут быть больше квантовых шумов приемников излучения. Эти шумы можно разделить на два вида: первые возникают из-за возмущения режима работы источника излучения отраженным от элементов связи оптическим сигналом, вторые связаны только с интерференционными эффектами в местах соединений OB и ВС.

При стыковке с OB или ВС, когда длина когерентности излучения больше расстояния между лазером и местом стыка, зеркала лазера и торцевые поверхности волновода могут образовывать сложный резонатор. В этом случае возникает ряд особенностей в работе лазера: спектр излучения изменяется, с увеличением тока накачки его интенсивность испытывает нелинейные по току вариации, при импульсной модуляции тока возникает глубокая пилообразная модуляция частоты излучения.

Изменение зазора между волноводными структурами, вызванное, например, механическими нагрузками, приводит к значительной модуляции мощности, вводимой в OB, причем эффективность связи вблизи порога генерации максимальна и уменьшается с ростом тока накачки. Так, при стыковке полупроводникового лазера с OB из ниобата лития наблюдалось уменьшение эффективности связи от 85% при превышении порога в 1,1 раза до 20% при 1,4-кратном его превышении.

Флуктуации зазора, а также показателей преломления лазера и OB приводят к возникновению низкочастотных шумов с частотами до нескольких десятков килогерц. Если обратное значе-

.133 ниє двойного времени пробега световой волны между зеркалом лазера и местом, где возникает отражение, становится сравнимо с частотами релаксационных колебаний лазера, то появляются высокочастотные шумы в спектральном диапазоне до нескольких гигагерц, переходящие иногда в глубокие пульсации мощности излучения. При достаточном коэффициенте отражения лазерного излучения возможно возникновение самосинхронизации мод лазера. Когда причиной шумов служит отражение на дальнем от лазера конце ВС, уровень шумов примерно на 10 дБ больше при связи с одномодовым ВС, чем с многомодовым, так как в первом случае полная (т. е. в прямом и обратном направлениях) эффективность связи выше. Чем выше когерентность излучения лазера, тем более он чувствителен к паразитным отражениям в волноводном тракте.

Вообще говоря, отражения в тракте влияют на работу лазера тогда, когда мощность волны становится больше мощности спонтанного излучения в лазерной моде. Отражение всего 0,01% оптической мощности обратно в лазер уже достаточно для возрастания амплитуды лазерных шумов. В то же время отражение на стыках при соответствующем выборе расстояния до стыка позволяет подавлять пульсации мощности в выходном излучении.

Для устранения влияния паразитных отражений применяют оптические изоляторы. Внешняя обратная связь уменьшается при согласовании лазера с ВС посредством линз со сферической поверхностью, так как отраженное от сильно искривленной поверхности линзы излучение почти не попадает в активную область лазера.

Интерференционные эффекты, возникающие на стыках оптических элементов, следует принимать во внимание и в том случае, когда влияние отражений на сам источник незначительно, поскольку всякие изменения расстояния между концами волноводов или изменения длины волны будут вызывать модуляцию интенсивности проходящего излучения. Эти эффекты существенны как для лазеров, так и для СИД, если длина когерентности источника больше расстояния между торцами согласуемых волноводных структур. Выражение, описывающее модуляцию интенсивности, вызванную интерференционными эффектами, имеет в общем случае более сложный вид, чем (5.13), и носит характер синусоидальных осцилляций с огибающей, определяемой фурье-преобра-зованием распределения мощности по модам источника и его спектра.

Еще одна разновидность шумов возникает при вводе излучения лазера в многомодовый ВС. В этом случае картина спеклов, образованная на выходном торце ВС вследствие межмодовой интерференции, под влиянием внешних воздействий, особенно при изменении длины волны излучения, будет меняться, и эти изменения при неполном согласовании на стыках волоконных световодов или ВС и OB будут служить источником шумов. Для лазера, работающего на нескольких продольных модах, характерно

.134 возникновение межмодового шума, т. е. флуктуаций мощности в модах при сохранении полной мощности, что также вносит вклад в интерференционные шумы.

Выбор того или иного устройства связи волноводных структур на практике должен определяться как конкретными требованиями на характеристики устройства, так и технологическими возможностями изготовителя. В целом тенденция в подходе к практическому решению проблемы согласования, прослеживаемая в настоящее время, такова, что при сочленении различных OB и источников излучения с волоконными световодами предпочтение отдается торцевому соединению, т. е. стыковке с использованием различных согласующих элементов: микролинз, градиентных и сферических линз, фоконов и т. п. Непосредственная стыковка, по-впдимому, найдет широкое применение и при сочленении OB в гибридних ОИС. Здесь получат распространение различные плавные волноводные переходы. Для монолитных ОИС характерно большее разнообразие средств согласования OB. Здесь, вероятно, будут широко применяться периодические структуры, туннельные элементы связи.
Предыдущая << 1 .. 53 54 55 56 57 58 < 59 > 60 61 62 63 64 65 .. 103 >> Следующая

Реклама

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed

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

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed