Способ возбуждения планарного оптического волновода

 

Использование: устройства контроля параметров планарных оптических волноводов. Сущность изобретения: формируют дополнительный волновод, сопрягают его с основным волноводом, формируют дифракционную решетку в поле собственной волны дополнительного волновода, вводят излучение в основной волновод посредством дифракционной решетки и дополнительного волновода, при этом дополнительный волновод формируют с таким профилем показателя преломления, что резонансные углы всех возбуждаемых в нем мод ТЕ- или ТМ-поляризации совпадают с углами, соответствующими максимумам диаграммы направленности дифракционной решетки при фиксированном угле падения на нее светового пучка.

Изобретение относится к оптическим испытаниям и может быть использовано для возбуждения планарных оптических волноводов (ПОВ).

Известен способ возбуждения ПОВ, включающий создание оптического контакта между поверхностью волноводного слоя и одной гранью призмы и возбуждение волновода посредством ввода лазерного излучения через вторую грань призмы [1].

Однако данный способ имеет ограниченную область применения, поскольку для возбуждения волновода материал призмы должен обладать более высоким показателем преломления, чем материал волновода.

Наиболее близким по технической сущности к изобретению является выбранный в качестве прототипа способ возбуждения ПОВ, включающий создание дифракционной решетки, размещение ее в поле собственной волны волновода и ввод оптического излучения в волновод посредством дифракционной решетки [2] .

Однако данный способ позволяет возбуждать в волноводе только одну какую-либо моду, резонансный угол которой совпадает с каким-либо максимумом диаграммы направленности дифракционной решетки. Кроме того, введенная в волновод мощность оптического излучения перераспределяется по всем модам волновода, которые, в свою очередь, независимо выводятся из волновода посредством той же самой дифракционной решетки. Поэтому эффективность возбуждения волновода данным способом невысока.

Цель изобретения - повышение эффективности возбуждения волновода посредством увеличения вводимой в волновод мощности оптического излучения.

Цель достигается тем, что в способе возбуждения планарного оптического волновода, включающем формирование дифракционной решетки и ввод оптического излучения в основной волновод, формируют дополнительный волновод, сопрягают его с основным волноводом, дифракционную решетку формируют в поле собственной волны дополнительного волновода, посредством которого вводят оптическое излучение в основной волновод, причем дополнительный волновод формируют с таким профилем показателя преломления, что резонансные углы всех возбуждаемых в нем мод ТЕ- или ТМ-поляризации совпадают с углами, соответствующими максимумам диаграммы направленности дифракционной решетки при фиксированном угле падения на нее светового пучка.

Сопоставительный анализ показывает, что изобретение отличается от прототипа тем, что формируют дополнительный волновод, который возбуждают посредством дифракционной решетки и используют для возбуждения основного волновода, причем дополнительный волновод формируют с таким профилем показателя преломления, что резонансные углы всех возбуждаемых в нем мод ТЕ- или ТМ-поляризации совпадают с углами, соответствующими максимумам диафрагмы направленности дифракционной решетки при фиксированном угле падения на нее светового пучка.

Предлагаемый способ возбуждения планарного оптического волновода может быть, например, реализован следующим образом.

На подложке из плавленого кварца (показатель преломления 1,457) формировали разнотолщинную (толщиной 0,30 мкм и 1,0 мкм) пленку моноалюмината неодима (показатель преломления 2,0), причем более тонкий участок пленки выполнял функцию дополнительного волновода по отношению к более толстому участку пленки - основному волноводу. На поверхности дополнительного волновода формировали дифракционную решетку (600 штрихов/мм). Толщина дополнительного волновода была выбрана из условия, что в данном волноводе существуют две моды ТЕ-поляризации и одна мода ТМ-поляризации, причем разность эффективных показателей преломления ТЕ-мод должна совпадать с разностью эффективных показателей преломления мод, которые решетка может возбуждать. Изменяя угол падения светового пучка (лазер ЛГН-207А, длина волны 0,63 мкм) на решетку, возбуждали дополнительный волновод, причем в зависимости от угла падения светового пучка на решетку возбуждалась либо единственная в данном волноводе мода ТМ-поляризации, либо одновременно возбуждались обе существующие в дополнительном волноводе моды ТЕ-поляризации.

Таким образом, использование предлагаемого способа позволяет увеличить мощность оптического излучения, вводимую в волновод, и тем самым повысить эффективность возбуждения волновода.

Формула изобретения

СПОСОБ ВОЗБУЖДЕНИЯ ПЛАНАРНОГО ОПТИЧЕСКОГО ВОЛНОВОДА, включающий формирование дифракционной решетки и ввод оптического излучения в основной волновод посредством дифракционной решетки, отличающийся тем, что, с целью повышения эффективности возбуждения волновода путем увеличения вводимой в волновод мощности оптического излучения, формируют дополнительный волновод, сопрягают его с основным волноводом, дифракционную решетку формируют в поле собственной волны дополнительного волновода, посредством которого вводят оптическое излучение в основной волновод, при этом дополнительный волновод формируют с таким профилем показателя преломления, что резонансные углы всех возбуждаемых в нем мод ТЕ- или ТМ-поляризации совпадают с углами, соответствующими максимумам диаграммы направленности дифракционной решетки при фиксированном угле падения на нее светового пучка.