Интегрально-оптические схемы для преобразования поляризации световой волны. <...> 156 4 Список сокращений и обозначений АМ — амплитудная модуляция ВОЛС — волоконно-оптические линии связи ДР — двухплечевой разветвитель ПТДВ — плоский трехслойный диэлектрический волновод ИОС — интегральная оптическая схема МЕТ — фазовый модулятор емкостного типа МБВ — фазовый модулятор бегущей волны ФМ — фазовая модуляция 5 Введение Интегральная оптика — область оптоэлектроники, возникшая в 70-е годы ХХ века на стыке оптики, физики и интегральной микроэлектроники. <...> Плоский трехслойный диэлектрический волновод состоит из световедущей пленки расположенной между покровным слоем и подложкой, имеющими меньшие показатели преломления (рис. <...> Распространение волны в плоском волноводе основано на явлении полного внутреннего отражения на границах раздела «покровный слой—световедущая пленка» и «подложка—световедущая пленка». <...> Для возникновения этих явлений должны выполняться условия: fc nn nn (где > , fs > n f — относительный показатель преломления световедущей 6 пленки; n c — покровного слоя; n s — подложки). <...> Длина диэлектрических волноводов в ИОС обычно составляет 0.5-3 см. x nc Покровный слой h Световедущая пленка Подложка y z Рис. <...> Полосковый оптический волновод состоит из подложки, на которой находится узкая полоска с большим показателем преломления (рис. <...> Световедущая область канального волновода представляет собой узкую полоску (канал), утопленную в подложку с меньшим показателем преломления (рис. <...> Распространение оптической волны в канальном и полосковом волноводах основано на явлении полного внутреннего отражения от границы раздела «полоска(канал) — подложка». nf ns 7 а) Рис. <...> Фототранзисторы 3. pin и лавинные фотодиоды Волноводные соединения Я 1. <...> Плоские оптические волноводы Введение Оптический волновод — это волноведущая структура, которая используется для концентрации и направления света в ВОЛС и интегрально-оптических <...>
Физическая_и_интегральная_оптика_Конспект_лекций.pdf
УДК 621.385.6, 621.373.826, 621.383
Клюев Д.С., Осипов О.В.
Физическая и интегральная оптика. Конспект лекций. — Самара: ФГОБУ ВПО
ПГУТИ, 2014. — 165 с.
Учебная дисциплина «Физическая и интегральная оптика» (Ф и ИО) входит
в вариативную часть математического и естественно-научного цикла федерального
государственного образовательного стандарта высшего профессионального
образования по направлению подготовки 210700 - Инофокоммуникационные
технологии и системы связи (квалификация (степень) «бакалавр»),
профиль подготовки «Оптические и проводные сети и системы связи».
Основными целями преподавания дисциплины являются: формирование у
студента системы необходимых знаний о физических принципах работы оптических
волноводов, их соединений и базовых элементов интегральных оптических
схем; формирование у студента системы необходимых знаний об оптических
волноводах, их соединениях и базовых элементах интегральных оптических
схем для последующего изучения специальных дисциплин и решения
производственных и исследовательских задач; овладение основами расчётов
оптических волноводов, их соединений и базовых элементов интегральных
оптических схем, получение общих знаний по их применению.
Основными обобщенными задачами дисциплины являются: изучение основных
физических законов и явлений, лежащих в основе работы оптических волноводов,
их соединений и базовых элементов интегральных оптических схем;
изучение основных характеристик оптических волноводов, их соединений и
базовых элементов интегральных оптических схем; приобретение студентами
практических навыков работы с оптическими волноводами, их соединениями и
базовыми элементами интегральных оптических схем, а также аппаратурой для
исследования характеристик и измерения параметров этих устройств.
Изучению дисциплины Ф и ИО предшествует формирование общекультурных
и профессиональных компетенций в дисциплинах: математический
анализ и физика.
Конечным результатом обучения по дисциплине является формирование
у студентов основополагающих компетенций по проектированию и практическому
применению современных оптических волноводов, их соединений и
базовых элементов интегральных оптических схем.
Рецензент:
к.т.н., доц. Нагорная М.Ю.
Федеральное государственное образовательное
бюджетное учреждение высшего профессионального образования
«Поволжский государственный университет
телекоммуникаций и информатики»
У Клюев Д.С., Осипов О.В., 2014
2
Стр.2
Оглавление
Список сокращений и обозначений................................... 5
Введение.................................................................................. 6
Лекция 1................................................................................ 11
Тема 1. Плоские оптические волноводы ........................ 11
Введение ........................................................................ 11
Раздел 1.1. Подход геометрической оптики
к описанию мод оптических волноводов.................... 12
Лекция 2................................................................................ 22
Тема 1. Плоские оптические волноводы
(продолжение) ................................................................... 22
Раздел 1.2. Электромагнитная теория собственных
волн оптических волноводов ....................................... 22
Лекция 3................................................................................ 36
Тема 1. Плоские оптические волноводы
(продолжение) ................................................................... 36
Раздел 1.3. Плоские оптические волноводы
с плавно-изменяющимся профилем
показателя преломления............................................... 36
Лекция 4................................................................................ 48
Тема 1. Плоские оптические волноводы
(продолжение) ................................................................... 48
Раздел 1.4. Плоские многослойные
диэлектрические волноводы........................................ 48
Лекция 5................................................................................ 61
Тема 2. Волноводные переходы и соединения .............. 61
Раздел 2.1. Связанные оптические волноводы........... 61
Лекция 6................................................................................ 76
Тема 2. Волноводные переходы и соединения
(продолжение) ................................................................... 76
Раздел 2.2. Волноводные соединения ......................... 76
Лекция 7................................................................................ 82
Тема 2. Волноводные переходы и соединения
(продолжение) ................................................................... 82
3
Стр.3
Раздел 2.3. Двухплечевые разветвители ..................... 82
Лекция 8................................................................................ 95
Тема 3. Оптическая обработка информации.................. 95
Введение ........................................................................ 95
Раздел 3.1. Физические принципы работы
оптических модуляторов.............................................. 96
Лекция 9.............................................................................. 106
Тема 3. Оптическая обработка информации
(продолжение) ................................................................. 106
Раздел 3.2. Интегрально-оптические модуляторы... 106
Лекция 10............................................................................ 120
Тема 3. Оптическая обработка информации
(продолжение) ................................................................. 120
Раздел 3.3. Интегрально-оптические схемы для
преобразования поляризации световой волны......... 120
Лекция 11............................................................................ 134
Тема 3. Оптическая обработка информации
(продолжение) ................................................................. 134
Раздел 3.4. Интегральные электрооптические и
акстооптические дефлекторы .................................... 134
Заключение......................................................................... 154
Список литературы.......................................................... 155
Глоссарий ........................................................................... 156
4
Стр.4