Оптика інтегральна

Визначення і загальна характеристика

О́ПТИКА ІНТЕГРА́ЛЬНА  — розділ оптики, що вивчає розповсюдження оптичних хвиль крізь планарні оптичні хвилеводи. О. і. тісно пов’язана 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} — розв’язки 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 об’єктиви, 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