Многомодовый волноводный оптический модулятор

Многомодовый волноводный оптический модулятор

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Изобретение относится к интег ральной оптике и может быть исполь зовано в системах передачи обработки и распределения информации в оптической форме. Цель изобретения - повышение эффективности модуляции и расширение функциональных возможностей устройства. Модулятор выполнен в виде сформированного на подложке 4 волноводного полупроводникового .слоя 1, в синфазных сечениях которого расположены управляющие электроды 5. Вводимое в плоскость входного торца 2 волноводного слоя 1 модулируемое излучение с некоторым распределением интенсивности претерпевает изменения в синфазных сечениях его. Обедняющее напряжение, подаваемое на электроды 5, вызывает увеличение неоднородности в распределении коэффициента поглощения по толщине волновода, что СЛ позволяет осуществить раздельную модуляцию различных частей изображения , сформированного на торце 2. 2 ил.

СОКИ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (5D 4 G 02 В 6/10

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н ABTOPCHCNIV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3873988/24-10 (22) 26.03.85 (46) 07.11.86. Бюл. У 41 (71) Ленинградский ордена Ленина политехнический институт им.М.И.Калинина (72) В.В.Голубев и С.А.Сухотин (53) 535.813 (088.8) (56) Патент С!ЧА Р 3952265, кл. 350/96 11С, 1976.

Патент С111А У 3995155, кл. 350-96С, опублик, 1976. (54) МНОГОМОДОВЫЙ ВОЛНОВОДНЫЙ МОДУЛЯТ0Р СВЕТА (57) Изобретение относится к интегральной оптике и может быть использовано в системах передачи обработки и распределения информации в оптической форме. Цель изобретения — повы„„SU,„, 1269068 А 1 шение эффективности модуляции и расширение функциональных возможностей устройства. Модулятор выполнен в виде сформированного на подложке 4 волноводного полупроводникового .слоя 1, в синфазных сечениях которого расположены управляющие электроды 5. Вводимое в плоскость входного торца 2 волноводного слоя 1 модулируемое излучение с некоторым распределением интенсивности претерпевает изменения в синфазных сечениях его. Обедняющее напряжение, подаваемое на электроды

5, вызывает увеличение неоднородности в распределении коэффициента поглощения по толщине волновода, что позволяет осуществить раздельную модуляцию различных частей изображения, сформированного на торце 2. С

2 ил.

69068 2 (где k = 0,1,2,3,...; » — длина волны модулируемог о св ета) . Таким об ра— зом, расстояние между ближайшими синфазными сечениями оказывается рав1

4п, Р ным

Модулятор работает следующим образом.

Модулируемое излучение с некоторым распределением интенсивнссти в плоскости входного торца (например, с выраженными максимумами Т и II) вводится в волноводный слой. В определенных сечениях волноводного слоя, называемых синфаэными, суперпозиция мод, распространяющихся в волноводе, создает распределение интенсивности света, соответствующее прямому, либо обратному (перевернутому относи— тельно средней линии волновода 00) изображению, сформированному на входном торце волновода. При этом, в нечетных сечениях (1,3,5 и т.д.), отстоящих от входного торца на расстояся перевернутое изображение, а в четных сечениях (2,4 и т.д.), отстоящих от входного торца на расстояние

4 12

Изобретение относится к интегральной оптике, точнее к оптическим модуляторам на основе эффекта ФранцаКелдьыа, и может быть использовано в системах передачи, обработки и распределения информации в оптической форме.

Целью изобретения является повышение эффективности модуляции и расширение функциональных возможностей.

На фиг.1 схематично представлена конструкция предлагаемого многомодового волноводного модулятора с двумя электродами; на фиг.2 — принцип его работы.

Модулятор представляет собой волноводный полупроводниковый слой 1 (с показателем преломления и,, толщиной d и длиной L) с входным 2 и выходным 3 торцами, сформированный на подложке 4 с показателем преломления п < n,. Ha поверхность волноводного слоя нанесены управляющие элементы 5 для подачи управляющего напряжения. Электроды длиной (, размещены в синфазных сечениях волковода, расстояние между которыми равно

Величина 1 составляет порядка

0,5-1 мм. Длина электродов выбирается иэ условия обеспечения требуемого коэффициента модуляции.

4 и ние 7. = — — -- . (2k+1),, формирует10

Изменение характера распределения интенсивности света в синфазных сечениях волновода в отсутствие модулирующего напряжения, когда коэффициет поглощения в волноводе близок к нулю, схематично показано на фиг.2.

Если на управляющие электроды подать обедняющее напряжение, при котором ширина обедненной области 1.1 меньше толщины волновода с, то электрическое поле E в волноводе будет неоднородным — величина его будет максимальна в приэлектродной области и минимальна вблизи подложки. Это приводит к еще большей неоднороднос ти в распределении коэффициента поглощения C(по толщине волновода, так что максимальное значение коэффициента поглощения будет иметь место вблизи управляющего электрода. Это пРиведет к тому, что в области управляющего электрода максимальное ослабление будет испытывать та часть распределения интенсивности света, которая .находится в верхней половине волновода.

Так, в первом синфазном сечении в месте расположения первого управляющего электрода 5, в основном, будет модулироваться максимум II,а в месте расположения второго электрода 6 — максимум 1 (см. фиг.2), т.е. модулятор предлагаемой конструкции позволяет осуществить раздельную модуляцию различных частей изображения, сформированного на входном торце. Это расширяет .его функциональные возможности, и позволяет осуществить многоканальную модуляцию при вводе света в волновод нескольких различных источников, Кроме того, модулятор позволяет повысить удельную (на единицу длины электрода) эффективность модуляции при работе в обычном одноканальном: режиме, что достигается соединением выводов управляющих электродов друг с другом и подачей на них модулирующего напряжения.

8п и — прямое изображение

В качестве оптического волновода может использоваться эпитаксиальный слой и СаАэ толщиной < - = 8 мкм. Рас068

Уиг. 2

Составитель И.Александров

Редак 1ор Н.Егорова Техред Л.Олейник КорРектоР E.Сирохман

Заказ 6031/48 Тираж 501

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д.4/5

Подписное

Производственно-полиграфическое предприятие, r.Óæãoðoä, ул. Проектная, 4 з 1269 стояние между синфаэными сечениями (0,94 мм. Исходя из этого, общая длина модулятора L равна: L = 0,94х х Зэ2,8 мм.

На расстояниях t. = 0,94 мм и

0,94 х 2 = 1 8 мм параллельно входному торцу термическим испарени— ем в вакууме напылялись два алюминиевых электрода прямоугольной формы длиной 1,= 0,2 мм по линии распрост-10 ранения света, образующие поверхностно-барьерный контакт шот-тковского типа.

Область свечения торца кристалла импульсного лазера типа ЛНИ-15 <5 (0,9 мкм) системой объективов от микроскопов проецировалась на входной торец волновода в различные его области. В режиме подстройки выходной торец волновода рассматривался в оку-ур ляре электронно-оптического преобразователя: в режиме измерений изобра:кение выходного торца волновода системой объективов проецировалось на фотокатод ФЭУ-112 с узкой входной 25 щелью, сканирование которой позволяло определить распределение интенсивности модулируемого света на выходном торце волновода в ближней зоне излучения. Синхронно с импульсом лазера на управляющий электрод (либо первый, либо второй) подавалось импульсное модулирующее напряжение Ч = V отрицательнбй полярнос 1 ти величиной до 75 B.

Формула изобретения

Многомодовый волноводный оптический модулятор, содержащий подложку, волноводный слой иэ полупроводникового материала, управляющие электроды, расположенные на поверхности слоя вдоль направления распространения оптического излучения, о т л и ч а юшийся тем, что, с целью повышения глубины модуляции, управляющие электроды расположены в синфазных сечениях волновода, а длина волновода выбрана кратной расстоянию между синфазными сечениями.