ИНТЕГРАЛЬНАЯ ОПТИКА

Раздел оптоэлектроники, охватывающий изучение оптич. явлений, возникающих в тонких слоях прозрачных материалов, и разработку методов создания интегрально-оптических элементов и устройств, в которых эти явления используются для генерации, преобразования и передачи световых сигналов. Методы И. о. обеспечили возможность объединения (интеграции) миниатюрных оптич. и оптоэлектронных элементов. И. о. возникла в 70-х гг. 20 в.

Важнейшим интегрально-оптич. элементом является миниатюрный световод - интегрально-оптический волновод-тонкий (порядка длины световой волны, обычно 0,1-10 мкм) световедущий слой, созданный либо на поверхности диэлектрич. подложки, например эпитаксиаль-ным наращиванием или напылением, либо в её приповерхностном слое, например локальной диффузией или ионным легированием (диффузионный волновод, рис., б, в, г). Световедущий слой интегрально-оптич. волновода имеет больший, чем подложка и окружающая среда, показатель преломления, что обусловливает возможность локализации оптич. излучения в нём вследствие полного внутр. отражения. В зависимости от характера изменения показателя преломления по сечению световедущего слоя различают ступенчатые и градиентные интегрально-оптич. волноводы, по конструктивному исполнению - пленарные и полос-ковые. Полосковые интегрально-оптич. волноводы (в отличие от пленарных) имеют ширину, величина которой соизмерима с их толщиной.

К явлениям, возникающим в интегрально-оптич. волноводе, относятся: существование собств. волноводных мод с дискретным спектром фазовых скоростей или излуча-тельных мод (в зависимости от соотношения показателей преломления световедущего слоя, подложки и окружающей среды, а также величины угла падения света на границы их раздела); резонансная связь волноводных мод неск. волноводов; зависимость эффективного (действующего) показателя преломления от геометрич. размеров волновода и др. Использование этих явлений обеспечило возможность создания разл. интегрально-оптических схем, состоящих из таких интегрально-оптич. элементов, как аку-стооптич., электрооптич. и магнитооптич. модуляторы и дефлекторы света, частотные фильтры, переключатели, фазовращатели, направленные ответвители и др. В устройствах И. о. широко применяются также оптоэлектронные элементы, например инжекционные лазеры, обычно гетеролазеры (источники оптич. излучения), фототранзисторы, фотодиоды, фоторезисторы (приёмники оптич. излучения).

Осн. материалами, используемыми для создания элементов и устр-в И. о., являются ПП материалы, материалы, в которых ярко выражены электрооптич., акустооптич. и магнитооптич. свойства, а также т.н. оптические материалы (например, кварц, стекло, отд. полимеры), отличающиеся значит, прозрачностью в разл. участках оптич. диапазона и высокой однородностью.

Использование методов И. о. значительно расширяет возможности оптич. и оптоэлектронных устр-в, обеспечивает их микроминиатюризацию, позволяет на принципиально новом уровне создавать оптические линии связи, системы оптической обработки информации и др.

Copyright © 2002 - 2017 Ravnopravie.kharkov.ua. All Rights Reserved.