Термостойкий интегрально-оптический делитель излучения

Изобретение относится к интегральной оптике, а именно к делителям оптического излучения. Изобретение заключается в том, что в термостойком интегрально-оптическом делителе излучения, в подложке, содержится ряд интегрально-оптических микролинз, каждая из которых выполняется из N оптических микролинз, на выходе которых установлена фокусирующая система, в фокусе которой расположен один канальный волновод. Такое исполнение интегрально-оптического делителя позволяет, даже при изменении температуры в широком диапазоне, осуществлять деление оптического излучения и направлять в приемник оптического излучения. Технический результат заявленного изобретения заключается в повышении надежности делителя оптического излучения в условиях температурных колебаний в широком диапазоне. 2 ил.

 

Изобретение относится к интегральной оптике, а именно к делителям оптического излучения.

Линейные сооружения волоконно-оптической линии связи подвержены различным воздействиям, прежде всего, температурным перепадам. В этой связи актуальна разработка термостойкого интегрально-оптического делителя излучения, способного функционировать в интервале температур характерных для Российской Федерации.

На территории Российской Федерации средняя месячная температура воздуха по субъектам российской федерации в 2016 г. изменяется от -30,7°С Республика Саха (Якутия) до +26,1 Астраханская область (Российский статистический ежегодник // г. Москва РОССТАТА. - 2017. - С. 70-71), однако были зафиксированы и более экстремальные температуры, так в городе Верхоянске Якутия был зарегистрирован минимум -67,8°С (15 января 1885 года), абсолютный максимум температуры воздуха +45,4°С был зарегистрирован в Республике Калмыкии (12 июля 2010 года).

Известен интегрально-оптический делитель, представляющий собой ряд последовательно расположенных на подложке интегрально-оптических направленных ответвителей или волноводных разветвителей, работающих в режиме делителя мощности оптического излучения (Волноводная оптоэлектроника. Под. Ред. Т. Тамира. М.: Мир. 1991. 574 с; Хансперджер Р. Интегральная оптика. Теория и технология М.: Мир. 1985. 379 с.).

Конструкция интегрально-оптический делитель включает несколько элементов, каждый из которых изготовлен из различных материалов, отличаются способы согласованного крепления, что неизбежно приведет к изменению параметров при изменении температуры в широких пределах.

Известен волоконно-оптический разветвитель (Пат. 2073260 Российская Федерация, МПК 6 G02B 6/28. Волоконно-оптический разветвитель (О.А.Власенко (Россия). №9393019823, заявл. 14.04.1993; опубл. 10.02.1997. Приоритет 14.04.1993 RU 9393019823), представляющий собой три волоконных световода, уложенных в виде регулярного жгута со смещенными боковыми гранями на торцах, которые образуют боковую поверхность четырехгранной пирамиды с углом 45° к оптической оси световодов, при этом зеркальное покрытие нанесено на боковую поверхность пирамиды, углы между ребрами в основании пирамиды выполнены 120° и 60°, проекция одного наклонного ребра, смежного с ребрами, составляющими 120° в основании пирамиды, совпадает с диаметром сердцевины одного световода. Волоконно-оптический разветвитель содержит волоконные световоды, металлическую трубку, зеркальное покрытие торцевых граней световодов.

Недостатком волоконно-оптического разветвителя является невозможность использования его в широких пределах изменении температуры из-за большой разницы в коэффициентах теплового расширения материалов, из которых изготовлен разветвитель.

Известен оптический элемент (Пат. 2183338 Российская Федерация, МПК 7 G02B 6/125, G02B 6/34. Оптический элемент (Ю.Н. Кульчин, И.В. Денисов, Е.О. Пискунов (Россия). №2000101381/28, заявл. 17.01.2000; опубл. 10.06.2002), представляющий собой планарный оптический волновод и ответвление, выполненное из светопрозрачного материала. Ответвление выполнено в виде призмы, предпочтительно трехгранной, которая поджата к волноводу боковой поверхностью и подпружинена относительно нее с возможностью регулирования усилия поджатая. Входной конец световода выполнен скошенным под углом полного внутреннего отражения. Плоскость призмы, не обращенная к входному концу планарного оптического волновода, составляет с плоскостью, поджатой к световоду, угол менее 90°.

Недостатком данного оптического элемента является то, что в его конструкции используется подвижные части, что неизбежно приведет к изменению параметров при изменении температуры в широких пределах (Физические величины. Справочник. Григорьев И.С., Мейлихов Е.З. - 1991 - С. 66 (1234)).

Наиболее близким аналогом является интегрально-оптический делитель излучения (Пат. 2338224 Российская Федерация, МПК G02B 6/122. Интегрально-оптический делитель излучения (Н.А. Яковенко, В.А. Никитин, А.В. Никитин (Россия). №2006141111/28, заявл. 20.11.2006; опубл. 10.11.2008, Бюл. №31), представляющий собой канальный волновод, сформированный в подложке и имеющий на торце область закругленной формы, интегрально-оптические микролинзы, расположенные вдоль оптической оси канального волновода.

Деление излучения и вывод его на поверхность подложки на пути излучения, выходящего из закругленного торца канального волновода, осуществляется из расположенного ряда интегрально-оптических микролинз.

Недостатком наиболее близкого аналога, использованного в качестве прототипа, является то, что изменения температуры вызывают расширение или сокращение конструкционных материалов, (канальный волновод, подложка, интегрально-оптические микролинзы). В результате этого в них возникают температурные деформации и температурные напряжения, что приведет к тому, что оптическое излучение, распространяющееся вдоль поверхности подложки, частично или полностью не попадет в ряд интегрально-оптических микролинз.

Технический результат заявленного изобретения заключается в повышении надежности делителя оптического излучения в условиях температурных колебаний в широком диапазоне.

Технический результат достигается за счет того, что в заявленном изобретении термостойкий интегрально-оптический делитель излучения, содержит канальный волновод, сформированный в подложке и имеющий на торце область закругленной формы, ряд интегрально-оптических микролинз, которые расположены в подложке вдоль оптической оси канального волновода. Кроме того, каждая интегрально-оптическая микролинза выполняется из N оптических микролинз, на выходе которых установлена фокусирующая система, в фокусе которой расположен один канальный волновод.

Из уровня техники неизвестны делители оптического излучения работающие в условиях температурных колебаний в широком диапазоне. Следовательно, заявляемое устройство удовлетворяет критерию «новизна».

Заявленное изобретение поясняется с помощью чертежей:

фиг. 1 - термостойкий интегрально-оптический делитель излучения (вид сбоку);

фиг. 2 - термостойкий интегрально-оптический делитель излучения (вид сверху).

Заявленное изобретение реализуется следующим образом.

Термостойкий интегрально-оптический делитель излучения содержит (фиг. 1, фиг. 2) канальный волновод 1, сформированный в подложке 2 и имеющий на торце область 3 закругленной формы. В подложке 2 расположена группа из N интегрально-оптических микролинз 4, перекрывающих оптическую ось канального волновода. На выходе группы из N интегрально-оптических микролинз 4 установлена фокусирующая система 5, в фокусе которой расположен один канальный волновод 6.

Если на пути вышедшего из канального волновода 1 излучения поместить группу из N интегрально-оптических микролинз 4, на выходе которых установлена фокусирующая система 5, то даже при изменении температуры в широком диапазоне, вызывающей расширение или сокращение разнородных конструкционных материалов канального волновода 1, подложки 2 и интегрально-оптических микролинз 4, часть этого излучения выйдет из микролинз 4 на поверхность подложки 2 и, пройдя через фокусирующую систему 5, попадет в канальный волновод 6, так как это представлено на фиг. 1.

Такой термостойкий интегрально-оптический делитель можно использовать в суровых климатических условиях для передачи оптического сигнала одновременно на несколько направлений без использования активного оборудования.

Интегрально-оптический делитель излучения изготавливался в стеклянной подложке методом электростимулированной миграции ионов из расплава соли AgNO3 и NaNO3, 25 взятых в отношении 1:1 (моль) через алюминиевый маскирующий слой толщиной 0,3 мкм, в котором фотолитографией сформированы отверстия для изготовления канального волновода и ряда микролинз, лежащих на одной прямой. Температура расплава составляла 380°С, стимулирующее напряжение - 20 В, время протекания процесса - 15 мин (Никитин В.А., Яковенко Н.А. Электростимулированная миграция ионов в интегральной 30 оптике. Краснодар, 2003. 154 с.).

Существенным отличием от прототипа является то, что каждая интегрально-оптическая микролинза выполняется из «n» оптических микролинз на выходе которых установлена фокусирующая система в фокусе которой расположен один канальный волновод. Такое расположение интегрально-оптических микролинз позволяет осуществлять деление оптического излучения в условиях температурного колебания в широком диапазоне.

Таким образом, за счет наличия в делителе группы из N интегрально-оптических микролинз, на выходе которых установлена фокусирующая система, обеспечивается достижение технического результата.

Термостойкий интегрально-оптический делитель излучения, содержащий канальный волновод, сформированный в подложке и имеющий на торце область закругленной формы, ряд интегрально-оптических микролинз, расположенных в подложке вдоль оптической оси канального волновода, отличающийся тем, что каждая интегрально-оптическая микролинза выполняется из N оптических микролинз, на выходе которых установлена фокусирующая система, в фокусе которой расположен один канальный волновод.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к получению плазмонной пленочной структуры на основе алюминия. Способ включает обработку лазерным излучением заготовки, размещенной на диэлектрической подложке в вакуумной камере с оптически прозрачным окном.

Изобретение относится к получению плазмонной пленочной структуры на основе алюминия. Способ включает обработку лазерным излучением заготовки, размещенной на диэлектрической подложке в вакуумной камере с оптически прозрачным окном.

Группа изобретений относится к оптическим устройствам, содержащим волновод для считывания квантовых излучателей. Оптическое устройство содержит планарный волновод и квантовый излучатель.

Группа изобретений относится к оптическим устройствам, содержащим волновод для считывания квантовых излучателей. Оптическое устройство содержит планарный волновод и квантовый излучатель.

Группа изобретений относится к интегральной оптике, а именно к способам изготовления сбалансированного делителя в схемах на основе волноводов, сформированных в объеме твердотельной заготовки импульсным лазерным излучением.

Заявлена группа изобретений, раскрывающая фотонный волновод и способ изготовления фотонного волновода. Способ содержит этапы: формируют оптический волновод на первой поверхности (S1) диэлектрической подложки; производят утонение диэлектрической подложки для формирования фотонного волновода; отличается тем, что утонение осуществляют путем вырезания второй поверхности (S2) диэлектрической подложки, противоположной первой поверхности (S1), при этом утонение содержит выемку, профиль которой проходит параллельно оптическому волноводу, при этом глубина выемки изменяется непрерывно и постепенно между первой точкой Р1 нулевой глубины на высоте второй поверхности (S2) и максимальной глубиной (е) на заранее определенном расстоянии (Iq) от первого конца фотонного волновода, причем первый конец предназначен для присоединения оптического волокна, при этом изменение глубины выемки образует вертикальную переходную зону оптической моды длиной (Iq) между фотонным волноводом и оптическим волокном.

Группа изобретений относится к оптическим волноводам. Оптический волновод содержит первую и вторую подложки, включающие в себя первую и вторую оптические направляющие структуры, заделанные заподлицо с поверхностью первой и второй подложек.

Использование: для получения температурно-чувствительного композитного фотонного кристалла и измерения температуры, а также контроля других параметров посредством данного фотонного кристалла.

Изобретение относится к физике жидких сред, а точнее к оптике жидких сред. .

Изобретение относится к интегральной оптике, а именно к делителям оптического излучения. .

Изобретение относится к области техники хранения информации, в частности к системе, в которой информация может сохраняться в качестве электромагнитного излучения в движении.

Изобретение предназначено для его использования в оптических линиях связи. Корпус устройства для монтажа и распределения оптических кабелей включает основание с боковыми и торцевыми стенками, крышку с бортиками, проём между одной из торцевых стенок основания и примыкающим к нему бортиком крышки.

Регулируемая волоконно-оптическая пассивная линия задержки имеет корпус, выполненный в виде пластины с двумя пазами прямоугольного сечения, пересекающимися под углом, в одном из которых размещена фиксированная обойма, с параллельно установленными входным и выходным граданами, к торцам которых приклеена согласующая треугольная призма, один из углов которой равен углу пересечения пазов в корпусе, и подпружиненный ползун с отражающей треугольной прямой призмой, высота которой больше диаметра расширяемого светового потока.

Изобретение относится к волоконной оптике и может быть использовано в волоконно-оптических датчиках искрения и электрической дуги и предназначено для использования на электростанциях, в высоковольтных установках, на линиях электропередачи, на пожаро- и взрывоопасных предприятиях химической и нефтеперерабатывающей промышленности, в шахтах и на транспорте.

Изобретение относится к лазерной технике. Активная среда для волоконных лазеров содержит структурно-активированный эпоксидный олигомер молекулами органических красителей и отвердитель.

Изобретение относится к полимерным композициям, содержащим смесь полиэтилена высокой плотности («ПЭВП») с этиленвинилацетатом («ЭВА») и, необязательно, сажей и/или одной или более другими добавками, причем указанные полимерные композиции используются как покрытия для кабелей.

Изобретение относится к радиотехнике. Модуль отображения LCD мобильного терминала включает в себя экран отображения и гибкую печатную схему, выходящую из верхней части экрана отображения; при этом верхняя часть экрана отображения предусмотрена с участком с выемкой для размещения функционального модуля мобильного терминала, и гибкая печатная схема предусмотрена с отверстием в позиции, соответствующей участку с выемкой, при этом гибкая печатная схема электрически соединяется с верхней частью модуля отображения LCD.

Изобретение относится к области оптоволоконных измерительных устройств. Проволока (2) с сердечником для измерения температуры ванны расплава содержит оптическое волокно (6), металлическую трубку, по сторонам окружающую оптическое волокно (6), промежуточный слой (4), размещенный между металлической трубкой и оптическим волокном и выполненный в виде шнура из волокон.

Изобретение относится к устройству модового конвертера для соединения оптического волокна с канальным волноводом планарного оптического кристалла (PLC) в виде интегрального элемента ввода света из оптоволокна в канальный волновод и наоборот.

Изобретение относится к области связи и может быть использовано в волоконно-оптических линиях с целью передачи информации с вращающихся объектов или к вращающимся объектам.

Изобретение относится к интегральной оптике, а именно к делителям оптического излучения. Изобретение заключается в том, что в термостойком интегрально-оптическом делителе излучения, в подложке, содержится ряд интегрально-оптических микролинз, каждая из которых выполняется из N оптических микролинз, на выходе которых установлена фокусирующая система, в фокусе которой расположен один канальный волновод. Такое исполнение интегрально-оптического делителя позволяет, даже при изменении температуры в широком диапазоне, осуществлять деление оптического излучения и направлять в приемник оптического излучения. Технический результат заявленного изобретения заключается в повышении надежности делителя оптического излучения в условиях температурных колебаний в широком диапазоне. 2 ил.

Наверх