Оптика інтегральна

О́ПТИКА ІНТЕГРА́ЛЬНА — роз­діл оптики, що ви­вчає роз­по­всюдже­н­ня оптичних хвиль крізь планарні оптичні хвилеводи. О. і. тісно повʼязана з квантовою електронікою. Інтегрально оптична система складається мінімум з 3-х шарів: під­кладки, покрив. шару та без­посередньо хвилеводу. При цьому має виконуватися спів­від­ноше­н­ня n_w > n_s > n_p, де n_w, n_s, n_p — показники заломле­н­ня від­повід­но хвилеводу, під­кладки, покрив. шару. Процес роз­по­всюдже­н­ня ви­промінюва­н­ня у хвилеводі докорін­но від­різняється від процесу роз­по­всюдже­н­ня хвилі у вільному просторі. Хвиля, що збуджується у хвилеводі, має задовольняти дис­персій. рівнян­ню хвилеводу, одну з форм якого описують спів­від­ноше­н­ням 2kn_whcosΘw — 2ϕ_w,s — 2ϕ_w,p = 2mπ, де  — хвильове число, h — товщина хвилевод. шару, Θw — кут, який утворює хвиля з норма­л­лю до поверх­ні хвилеводу, ϕ_w,s, ϕ_w,p — поправки Ґауса–Генгена, фазові затримки, що виникають на межі між хвилевод. шаром, під­кладкою і покрив. шаром, m = 0, 1, 2, ... Внаслідок транс­цендент. характеру дис­персій. рівня­н­ня у хвилеводі можуть роз­по­всюджуватися лише хвилі з певними кон­стантами роз­по­всюдже­н­ня βm = knwsinΘm, де сукупність {Θm} — роз­вʼязки дис­персій. рівня­н­ня. Такі хвилі на­звали модами хвилеводу. Модовий характер роз­по­всюдже­н­ня ви­промінюва­н­ня у хвилеводі до­зволяє обмежити процес пере­носу енергії електромагніт. хвилею. Селективність мод від­криває нові можливості для виріше­н­ня задач, що не можуть бути вирішені у тримір. варіанті. На основі інтегрально-оптич. систем формуються т. зв. оптичні інтеграл. схеми (ОІС), що містять всі необхідні атрибути оптико-електрон. приладу, а саме: ви­промінювачі, при­ймачі, модулятори, планарні обʼєктиви, що спряжені з ОІС або навіть вбудовані без­посередньо в неї. Нині на основі ОІС виробляють різноманітні оптичні датчики, спектро­аналізатори і корелятори електр. сигналів, аналогово-цифр. пере­творювачі, оптичні логічні елементи та ін. (тобто практично весь спектр опто­електрон. приладів). Під час виготовле­н­ня ОІС використовують роз­винуті технології мікро­електрон­ної промисловості, що до­зволяє випускати їх знач. партіями та з невеликою вартістю кожного приладу.

Завантажити статтю