Методы создания устройств интегральной оптики

• Автор: Аксенов, Евгений Тимофеевич
• Шифр специальности: 01.04.03
• Научная степень: Докторская
• Год защиты: 2005
• Место защиты: Санкт-Петербург
• Количество страниц: 268 с. : ил.

ГЛАВА 1. ИНТЕГРАЛЬНЫЙ АКУСТООПТИЧЕСКИЙ
СПЕКТРОАНАЛИЗАТОР
< 1.1. ВВЕДЕНИЕ
1.2. ОПТИМИЗАЦИЯ ПАРАМЕТРОВ ФУНКЦИОНАЛЬНЫХ ЭЛЕМЕНТОВ ИНТЕГРАЛЬНОГО АКУСТООПТИЧЕСКОГО СПЕКТРОАНАЛИЗАТОРА
1.2.1. Материалы для интегральной акустооптики
1.2.2. Волноводные линзы
1.2.2.1. Расчет параметров геодезической линзы с учетом ее аберраций
1.2.2.2. Компенсация аберраций геодезических линз
1.2.2.3. Изготовление асферических геодезических линз
1.2.2.4. Исследование характеристик асферических геодезических линз
1.2.3. Оптимальные конструкции преобразователей для широкополосного возбуждения поверхностных акустических волн
1.2.3.1. Устройства возбуждения поверхностных акустических волн
ф 1.2.3.2. Эквидистантные и дисперсионные встречно-штыревые преобразователи
1.2.3.3. Экспериментальное исследование характеристик брэгговских ячеек с
эквидистантными и дисперсионными преобразователями
1.2.4. Интеграция элементов гибридного акустооптического спектроанализатора
1.2.4.1. Стыковка оптического волновода с полупроводниковым лазером.
Эффективность торцевого возбуждения оптических волноводов
1.2.4.2. Экспериментальное исследование торцевой стыковки
полупроводникового лазера с планарным оптическим волноводом
1.2.4.3. Крепление полупроводникового лазера к торцу подложки
1.2.5. Стыковка оптического волновода с линейкой фотоприемников
1.2.5.1. Разработка градиентного волноводного элемента связи
1.2.5.2. Крепление линейки фотоприемников к торцу подложки
1.3. РАЗРАБОТКА ГИБРИДНОГО ИНТЕГРАЛЬНО-ОПТИЧЕСКОГО СПЕКТРОАНАЛИЗАТОРА
1.3.1. Частотное разрешение интегрального акустооптического спектроанализатора

1.3.2. Оценка динамического диапазона интегрального акустооптического спектроанализатора
1.3.3. Экспериментальное исследование прототипа интегрального акустооптического спектроанализатора
1.4. ИНТЕГРАЛЬНЫЕ АКУСТООПТИЧЕСКИЕ СПЕКТРОАНАЛИЗАТОРЫ С
УЛУЧШЕННЫМИ ХАРАКТЕРИСТИКАМИ
1.4.1. Исследование возможности увеличения скорости вывода данных из интегрального акустооптического спектроанализатора
1.4.2. Интегральный акустооптический спектроанализатор с матричным фотоприемником. Метод открытой строки
1.4.3. Методы увеличения частотного разрешения интегрального спектроанализатора
1.4.4. Перспективные области применения интегральных акустооптических устройств
1.4.5. Исследование оптического вейвлет-процессора
1.4.5.1. Вейвлет-преобразование
1.4.5.2. Разработка и экспериментальное исследование акустооптоэлектронного вейвлет-процессора
1.4.5.2.1. Математическая модель оптического вейвлет-процессора
# 1.4.5.2.2. Экспериментальное исследование
1.4.5.3. Перспективы развития оптических вейвлет-процессоров
1.4.5.3.1. Пути улучшения характеристик оптических вейвлет-процессоров за счет использования ПЗС-фотоприемников
1.4.5.3.2. Возможности построения оптического вейвлет-процсссора на основе коррелятора с интегрированием по времени
1.4.5.4. О возможности создания интегрально-оптического вейвлет-процессора116 ВЫВОДЫ К ГЛАВЕ
ГЛАВА 2. ИНТЕГРАЛЬНЫЕ ЭЛЕКТРООПТИЧЕСКИЕ УСТРОЙСТВА

2.1. ОСОБЕННОСТИ ЭЛЕКТРООПТИЧЕСКОГО ВЗАИМОДЕЙСТВИЯ В ОПТИЧЕСКИХ ВОЛНОВОДАХ
2.2. ИНТЕГРАЛЬНЫЕ ЭЛЕКТРООПТИЧЕСКИЕ МОДУЛЯТОРЫ, ПЕРЕКЛЮЧАТЕЛИ И УСТРОЙСТВА НА ИХ ОСНОВЕ
2.2.1. Модуляторы па основе полного внутреннего отражения
2.2.2. Сравнение методик расчета параметров модуляторов ПВО
2.2.3. Расчет параметров многоэлектродных модуляторов ПВО
2.2.4. Экспериментальное исследование макета модулятора ПВО на основе
планарного волновода
2.2.5. Экспериментальное исследование модуляторов ПВО на основе
пересекающихся полосковых волноводов
2.2.6. Исследование возможностей создания ретранслятора для BOJ1C па основе
гибридного бистабильного элемента
2.3. МОДУЛЯТОРЫ НА ОСНОВЕ ОДНОМОДОВЫХ ПОЛОСКОВЫХ ВОЛНОВОДОВ
2.3.1. Модулятор типа интерферометра Маха-Цендера
2.3.2. Экспериментальное исследование макета интерферометрического
модулятора
2.3.3. Исследование макета фазометра радиосигналов и схемы совпадения
видеоимпульсов
2.3.4. Модулятор на основе связанных полосковых волноводов
2.4. ИНТЕГРАЛЬНЫЙ ЭЛЕКТРООПТИЧЕСКИЙ ДЕФЛЕКТОР
2.5. ПЕРЕДАЮЩИЕ УСТРОЙСТВА ДЛЯ ВОЛС НА ОСНОВЕ ИНТЕГРАЛЬНО-ОПТИЧЕСКИХ МОДУЛЯТОРОВ
2.5.1. Стыковка полупроводниковых лазеров и оптических волокон с интегральнооптическим модулятором
2.5.2. Исследование макета передающего модуля для многомодовых ВОЛС
2.5.3. Исследование макета передающего модуля для одномодовых ВОЛС
ВЫВОДЫ К ГЛАВЕ
ГЛАВА 3. ИССЛЕДОВАНИЕ ФУНКЦИОНАЛЬНЫХ ИНТЕГРАЛЬНООПТИЧЕСКИХ ЭЛЕМЕНТОВ И УСТРОЙСТВ НА ОСНОВЕ ПЕРИОДИЧЕСКИХ СТРУКТУР
3.1. ИССЛЕДОВАНИЕ ВОЛНОВОДНЫХ УСТРОЙСТВ ОПТИЧЕСКОЙ ПАМЯТИ
3.1.1. Исследование устройства оптической памяти на основе фазовой
периодической структуры В пленке AS2S3
3.1.2. Исследование устройства оптической памяти на основе фазовой
периодической структуры в пленке фоторезиста
Введенное в волновод излучение лазера коллимировалось геодезической линзой. Апертура составляла 9 мм, а фокусное расстояние 8 мм, причем линза располагалась так, что ее фокус находился на торце подложки. Каналируемое в волноводе излучение выводилось из него призмой из титаната стронция и, пройдя через диафрагму, детектировалось фотоумножителем типа ФЭУ-83. Расположение диафрагмы и ее размер выбирались таким образом, чтобы на фотоприемник попадало только световое излучение, выведенное призмой из волновода.
При подготовке к эксперименту особое внимание уделялось качеству обработки торца подложки, т.к. оно, в значительной мере, определяет потери световой энергии.
Измерение величины перемещения лазера относительно торца подложки производилось параллельно тремя способами: по лимбам манипулятора, по показаниям электровакуумного датчика перемещений - механотрона марки МХ-1Б и по измерительной сетке микроскопа.
Рис. 1.17. Структурная схема экспериментальной установки для исследования торцевого возбуждения оптических волноводов.
Прежде, чем перейти к обсуждению экспериментальных результатов, необходимо отметить, что измерить эффективность ввода излучения в том смысле, в котором она была определена выше, практически невозможно, поскольку, в любом случае, в результате эксперимента будет получена величина некоего коэффициента пропускания оптической системы, на основании которой можно, с той или иной степенью точности оценить величину истинной эффективности возбуждения. В данном эксперименте под эффективностью возбуждения понималась величина, равная отношению интенсивности света, выведенного из волновода призмой к полной интенсивности излучения лазера.
На рис. 1.18 представлена экспериментальная зависимость эффективности ввода излучения полупроводникового лазера в планарный волновод от расстояния между ла-