Интегрально-оптический модулятор

Н АВТОРС Р 16Е.М.Эолотов иизический инАН СССР овв аЬ Ьод.чачедцхшоцц 1 а а 03 "А 24, р, 13142, 4 ев аогв р 145.фС Ь ьщЬ У ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАЯ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИИ ОПИСАНИЕ ИЗОБР У СВИДЕТЕЛЬСТВ( 71) Ордена Ленина фтут им.П.Н,Лебедева( 56) 1. Найвег З.ев 1 пд 1 е-во йе орЪса 1еГГс 1 епФ ЬдЬ-вреейЬИЬ. ТаОз оп Ь 1 ТР ув Ье 11 ф, 1974, Ф2,Патент США Р 38кл,. 0 02 В 5/14, 197( 54) ( 57) ИНТЕГРАЛЬНО- ОПТИЧЕСКИЙМОДУЛЯТОР, содержащий оптическийволновод, расположенный на подложкиз электрооптического кристалла, иструктуру встречно-штыревых электрдов, расположенную на поверхностиволновода, о т л и ч а ю щ и й с ятем, что, с целью повышения надежности в работе устройства и уменьшения его габаритов, в волноводепод структурой электродов выполненобъемная фазовая дифракционная решетка с периодом, равным периодуструктуры электродов.Изобретение относится к устройствам для модуляции света и можетбыть использовано как в системахоптической связи, так и в областиоптической обработки информации.Известны интегрально-оптическиемодуляторы, в которых свет распро"страняетсяв сравнительно узкойволноводной области Г 13Общим недостатком этих модулято- .ров является необходимость.приложения постоянного напряжения смещениядля получения линейного режима модуляции.Наиболее близким по техническойсущности и достигаемому результату 15к предлагаемому явЛяется интегрально-оптический модулятор, содержащийоптический волновод, расположенныйна подложке иэ электрооптическогокристалла и структуру встречно-штыревых электродов, расположенную наповерхности волновода. Модуляцияпроисходит путем дифракции светав 1-ый порядок на фазовой дифракционной решетке, которая наводится в 25волноводе за счет электрооптического эффекта под действием управляющего поля Г 23.Недостатком этого модулятора является необходимость подачи на электроды постоянного напряжения смещения для получения линейного режима м-дуляции, что требует дополнительных радиотехнических элементов иусложняет интегрально-оптическуюсхему, а следовательно, снижает надежность устройства и увеличивает габариты модулятора.Цель изобретения - повышение надежности работы устройства и уменьшение его габаритов.Поставленная цель достигается тем-, что в интегрально-оптической модуляторе, содержащем оптический волновод, расположенный на подложке электрооптического кристалла, и 45 структуру встречно-штыревых электродов, в волноводе под структурой электродов выполнена объемная фазовая ,дифракционная решетка, с периодом равным периоду структуры электродов. 50На фиг. 1 изображена модуляциойная характеристика модулятора; на фиг. 2 - моцулятор, вид спереди на фиг. 3 - то же, вид сверху.Модулятор содержит волновод 1,. 55электрооптический кристалл 2,структуру встерчйо-штыревых электродов 3, объемную фазовую дифракЯионную решетку 4.Устройство работает следующим об разом.Свет, распространякщийся в волноводе 1, частично дифрагирует на решетке 4, имеющей период .А, в 1-ый порядок в отсутствие управляющего.,Ф напряжения, что соответствует подаче напряжения смещения в прототипе. При чем, если отношение интенсивности Э. дифрагированного света к интенсивности Э света, падающего на решетку, составляетээ .к,то наличие решетки соответствует подаче напряжения смещения Ч величинойЧ, =.КЧ,в модуляторе без решетки, Величина Копределяется только параметрами решетки, а именно величиной измененияпоказателя преломления, длиной, профилем., Под действием управляющегополя в волноводе наводится еще однарешетка с периодом, равным периодупостоянной решетки, и свет дифрагирует на эффективной решетке, являю-.щейся суммой двух .решеток и имеющейпериод Л . Таким образом, модуляционная характеристика принимает видкривой, изображенной на фиг. 1. Дифракционная решетка, выполненная вволноводе, должна иметь профиль какможно более близкий к профилю наве-денной решетки, различие профилейприведет к нарушению линейности модуляции, Необходимая степень преобразования света в 1-ый порядок определяется видом модулирукцего сигнала и может изменяться от 8 до 50.При "использовании модулятора отпадает необходимость во всех электрических элементах,так как смещением создается с помощью фазовой дифракционной решетки, находящейся в волноводе, под электродами. Фактически электрическая схема заменяется оптической, и интегрально-оптическая схема из гибридной, т.е. содержащей как оптические, так и электрические элементы, превращается в чисто оптическую. Вследствие этого она становится совершенно нечувствительной к различным радиопомехам. Электрическая схема создания смещения может нарушиться в результате пробоя, нару" шения контактов, из-за вибрации, окисления и по другим аналогичным причинам. В то же время дифракцион- ная решетка, созданная например диффузией титана, практически нечувствительна к внешним воздействиям и может быть разрушена только в случае механического разрушения всего устройства. Дифракционная решетка вообще никак не сказывается на габаритах устройства, так как целиком находится в глубине волновода.Таким образом, интегрально-оптические схемы на основе данного модулятора при использовании в оптических линиях связи будут иметь большую надежность и меньшие габариты, чем интегрально-оптические схемы на .основе прототипа.раж 497Государстелам изобосква, Жнного тенийРау Подпис оиитета ССС открытий кая наб д