Способ ввода плоского фронта оптического излучения в волновод

(53) (56) кл. СОп т. 41 335,йия, 1976 ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИ 4040226/24-1024. 03, 8623. 08. 88. Бюл. РЛ.Н.Дерюгин, А.Нлыш, А,К.Лычагин621,853.373 (088Патент СНА У 36702 В 6/00.тика и спектроск9 3, с. 470.(54) СПОСОБ ВВОДА ПЛОСКОГО ФРОНТАОПТИЧЕСКОГО ИЗЛУЧЕНИЯ В ВОЛНОВОД(57) Изобретение относится к оптическому приборостроению и позволяетувеличить диапазон углов ввода излучения в волновод. На волноводе 1выполнена дифракционная решетка 2определенной длины, обусловленнойдлиной волны излучения, углом еговвода, а также числом мод волноводаПлоский фронт оптического излучения3 направляется на решетку 2 под углом синхронизации. 1 ил.Изобретение относится к опическому приборостроению, в частности к системам оптической связи и обработки информации, а точнее к способам и устройствам ввода светового излу - чения в оптические волковоцные системы.Целью изобретения является увеличение диапазона углов ввода излуче ния в волковод,На чертеже показана схема ввода оптиче кого излучения.Схемареализующая предлагаемый способ соце 1 жит Волк овод 1, в кОтО рый может распространяться И мод, и дифракционкую решетку 2, выголкенную на волцоводе. ,Реыетка имеет дли ну Ь,период Л и амплитуцу 2",Способ реализуется следующим об 20 разом,Оптическое излучение 3 с длинойпадает ка дифракционную решетку подуглом 8,. отсчитываемым от нормалик поверхности волновода. Эффективный ввод в ш-ю моду волноводной системы осуществляется при выполнениидвух условий. Во-первых величинаФазового замедления этой моды у изначения указанныхараметров Л,, должны удовлетворять соотношению 6 = асс в:.и (, - -). ,БО вторых, амппитудд дифракциокой решетки связда г ее длиной сле"дующим выражением:Г(2)40где 1(А) - Функция параметров вол -новода и периода решетки,Гсли выполнены условия (1) и (2)то при угле падения волны 6 происходит эффективный ввод в моду с номером ноль. Поскольку длина решеткиранна П, то при изменении угла падекия от 6 + вдо 6 - восущест 2 П 2 П печивается ввод моду волновода в следующую первую 55 Непрерывный прием до 8 --- будет 2 П 8 --от угла 0 + -Л 2 П обеспечен, е.сли вляется ввод в ту же моду, но с ке 50сколько меньшей эффективностью. В ин-.тервале углов падения принимаемойволны от 8 + -до 8 -- обес 2 Х,т 21. или 6, - ( - , т, е. обеспечиваетсяперекрытие углов ввода для нулевой и первой мод. При дальнейшем уменьшении угла падения последовательно возбуждаются моды с номерами 2, 3, ч и тд., вплоть до моды с номером И. Для обеспечения непрерывного ввода в угле Й требуемое число мод волноводной системы и длина решетки связаны соотношением Хаким образом если параметры устройства ввода связаны этим соотношекием, а волноводкая система многомодовая, то диапазон углов эффективного ввода увеличивается в И раз. Приэтом, как уже отмечалось, сохраняется большая площадь дифракционного элзэлемента, осооенно необходимая дляприема слабых оптических сигналов,Кроме того, предлагаемое устройствоввода оптического излучения позволяет осуществлять ввод не только монохроматического, но и немонохроматического излучения. С точки зренияпрактики желательно:, обеспечитьравенство этих соотношений, Однако,поскольку Ы (число мод в волнаводнойсистеме) может принимать лишь целочисленные значения, к равенству необходимо добавить неравенство. Приэтом из всех возможных значений Мдопускаемых неравенством, желательно выбирать минимально возможное,Это условие можно записать в видейсоо тноыения - ( - (И П И 1П р и м ер. На волноводе изготовлена отражательная дифракционнаярешетка площадью 5 х 5 мм и периодом Л = 0,45 мкм, В приповерхност -ной области рабочей грани методомионного обмена из расплава АяЮ создан волновод, обеспечивающий распространение Ь 35 мод с разницей величин фазовых замедлений менее 1,26 хх 10 ф.Оптическое излучение с=0,63 мкм(Не-Ие - лазер), падая под угломо6 = 6 52 30" на дифракционныйэлемент, эффективно вводится в волноводную моду с номером ноль, При изменении угла падения от 6 52 30" доо ,12 01 10 последовательно вводятсямоды с номерами от 0 до 635,Заказ 4148/42 Тираж 533 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5 Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4 Таким образом, по сравнению с известным способом диапазон углов ввода увеличен в данном примере более, чем в 600 раз. Формула изобретенияСпособ ввода плоского фронта оптического излучения в волновод с нанесенной на него дифракционной решеткой, заключающийся в направлении плоского фронта оптического излучения на нее под углом синхронизации,о т л и ч а ю щ и й с я тем, что,с целью увеЛичения диапазона угловввода Я , дифракционная решетка имеет длину Е, удовлетворяющую соотношению Й Л Й- ( - (Б 1,; И 110где 1 - длина волны излучения;И - число мод волновода.