Патент на изобретение №2207604
|
||||||||||||||||||||||||||
(54) УСТРОЙСТВО ВВОДА-ВЫВОДА ОПТИЧЕСКОГО ИЗЛУЧЕНИЯ В КАНАЛЬНЫЙ ВОЛНОВОД
(57) Реферат: Изобретение относится к интегральной оптике и используется в устройствах соединения источников или приемников оптического излучения с интегральными оптическими схемами. Устройство содержит канальный волновод, сформированный в стеклянной подложке и имеющий на конце область с повышенным показателем преломления относительно подложки, имеющую закругленную форму, у границы которой с поверхности подложки осуществляется ввод или вывод оптического излучения. Обеспечено упрощение изготовления устройства. 1 з.п. ф-лы, 3 ил. Изобретение относится к интегральной оптике, а именно к устройствам, предназначенным для ввода-вывода оптического излучения в канальный волновод, и может быть использовано при соединении источников оптического излучения и (или) фотоприемников с интегральными оптическими схемами. Известно устройство ввода-вывода оптического излучения в канальный волновод с помощью призмы [“Интегральная оптика” Под ред. Т. Тамира. Москва: Мир, 1978 г. , стр. 100-105]. В качестве устройства для ввода-вывода оптического излучения в канальный волновод используют призму, расположенную над волноводом, сформированным в подложке. Оптическое излучение передается с помощью туннельного эффекта, который часто называют оптическим туннелированием, вызванным нарушением полного отражения. Так как пучок оптического излучения, как правило, является неколлимированным, то необходимы еще и дополнительные устройства, которые позволили бы сфокусировать этот пучок оптического излучения через призму на канальный волновод. Недостатком призменного устройства ввода-вывода оптического излучения является трудоемкость его изготовления, т.к. оно состоит из дискретных элементов, которые необходимо отдельно изготавливать, закреплять на поверхности канального волновода и юстировать. Наиболее близким к заявляемому является устройство ввода-вывода оптического излучения поперечного типа [“Интегральная оптика” Под ред. Т. Тамира. Москва: Мир, 1978 г., стр. 99-100]. В этом устройстве пучок оптического излучения падает через линзу на торец канального волновода, сформированного в подложке. Преобразование энергии пучка в необходимую поверхностную волну достигается путем согласования поля пучка оптического излучения, падающего на торец волновода, с полем поверхностной волны, распространяющейся вдоль волновода. Недостатком устройства ввода-вывода оптического излучения поперечного типа является трудоемкость его изготовления, т.к. при этом необходима полировка торца подложки, в которой расположен волновод. Технической задачей изобретения является упрощение изготовления устройства ввода-вывода оптического излучения в канальный волновод. Для решения технической задачи изготавливают на конце канального волновода, расположенного в стеклянной подложке, область с повышенным показателем преломления относительно подложки и таким же как у волновода, имеющую закругленную форму, у границы которой с поверхности подложки возможен ввод или вывод оптического излучения. В отличие от прототипа ввод излучения в канальный волновод через область с повышенным относительно подложки и таким же как у волновода показателем преломления, имеющую закругленную форму и расположенную на конце волновода, можно осуществлять с поверхности подложки, что позволяет отказаться от полировки торца подложки, а также располагать источники оптического излучения и (или) фотоприемники непосредственно на поверхности подложки. На фиг.1 изображена схема изготовления устройства ввода-вывода оптического излучения методом электростимулированной миграции ионов из расплава соли в стеклянной подложке; на фиг.2 – внешний вид сечения устройства ввода-вывода оптического излучения вдоль оптической оси канального волновода; на фиг.3 – иллюстрация вывода оптического излучения из устройства ввода-вывода. Подложка 1 (фиг.1) с нанесенными на нее тонкопленочным катодом 2 и маскирующим покрытием 3, в котором методом фотолитографии сформирована топология канального волновода, погружена в кювету 4, содержащую расплав соли 5. В этой же кювете расположен анод 6. Внешнее электрическое поле, приложенное к электродам 2 и 6, оказывает стимулирующее действие на процесс миграции ионов из расплава соли в подложку. Весь процесс приходит в полную зависимость от распределения напряженности электрического поля. Приложенное внешнее электрическое поле позволяет получить на конце канального волновода область закругленной формы с повышенным относительно подложки и таким же как у волновода показателем преломления. Для получения устройства ввода-вывода оптического излучения в качестве подложки 1 использовалось натрий-силикатное стекло, на которое вакуумным напылением нанесены алюминиевый катод 2 и маскирующее покрытие 3, в котором методом фотолитографии сформирована топология канального волновода. Подготовленную таким образом подложку 1 приводили в контакт с расплавом солей 5 AgNO3 и NaNO3, взятых в отношении 1:10 (моль) при 300oС, стороной со сформированной топологией канального волновода. К катоду 2 и аноду 6 прикладывали напряжение 15 В в течение 25 мин. В результате электростимулированной миграции ионов из расплава солей 5 в подложке 1 формировался канальный волновод, имеющий на конце область закругленной формы, область на конце волновода может быть выполнена в виде четверти сферы с повышенным относительно подложки и таким же как у волновода показателем преломления (фиг.2), через которую можно осуществлять ввод-вывод оптического излучения в канальный волновод (фиг.3). Использование предлагаемого устройства ввода-вывода оптического излучения обеспечивает по сравнению с прототипом следующие преимущества: а) возможность располагать источник оптического излучения и (или) фотоприемник непосредственно на поверхность подложки; б) возможность исключить операцию полировки торца подложки из процесса изготовления устройства ввода-вывода оптического излучения. Формула изобретения 1. Устройство ввода-вывода оптического излучения в канальный волновод, сформированный в стеклянной подложке, отличающееся тем, что на конце канального волновода расположена область с повышенным относительно подложки и таким же, как у волновода, показателем преломления, имеющая закругленную форму, у границы которой с поверхности подложки осуществляется ввод или вывод оптического излучения. 2. Устройство ввода-вывода по п.1, отличающееся тем, что область, расположенная на конце волновода, имеет форму четверти сферы. РИСУНКИ
MM4A Досрочное прекращение действия патента Российской Федерации на изобретение из-за неуплаты в установленный срок пошлины за поддержание патента в силе
Дата прекращения действия патента: 23.07.2004
Извещение опубликовано: 10.03.2006 БИ: 07/2006
|
||||||||||||||||||||||||||
