Интегрально-оптический модулятор

 

„„SU„„42 А

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК

3(5f) G 02 F 1/29; С 02 В 5/14

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАЯ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3539301/18-25 (22) 17.01.83 (46) 30.04 ° 84. Бюл. Р 16 (72) И.M.Aõìåäæàíoâ, Е.М.Эолотов и Е.A.Ùåðáàêoâ (71) Ордена Ленина физический институт им.П.Н.Лебедева AH СССР (53) 535.8 (088.8) (56) 1. Hammer J.et ab Low Loss

single-mode optical vaveguides and

efficient high-speed modulators of

LiNb.> Та Оз on LiTaO> -"Арр1.

F >ys Lett", 1974, Ô 24, ð. 545.

2.Патент США 9 3813142, кл.. O 02 В 5/14, 1974. (54) (57) ИНТЕГРАЛЬНО- ОПТИЧЕСКИЙ

МОДУЛЯТОР, содержащий оптический волновод, расположенный на подложке из электрооптического кристалла, и структуру встречно-штыревых электродов, расположенную на поверхности волновода, отличающийся тем, что, с целью повышения надежности в работе устройства и уменьшения его габаритов, в волноводе под структурой электродов выполнена объемная фазовая дифракционная решетка с периодом, равным периоду структуры электродов.

1089542

Изобретение относится к устройствам для модуляции света и может быть использовано как в системах оптической связи, так и в области оптической обработки информации.

Известны интегрально-оптические модуляторы, в которых свет распространяется в сравнительно узкой волноводной области Г13

Общим недостатком этих модулято- . ров является необходимость.приложения постоянного напряжения смещения для получения линейного режима модуляции.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату 15 к предлагаемому явЛяется интегрально-оптический модулятор, содержащий оптический волновод, расположенный на подложке иэ электрооптического кристалла и структуру встречно-штыревых электродов, расположенную на поверхности волновода. Модуляция происходит путем дифракции света в 1-ый порядок на фазовой дифракционной решетке, которая наводится в 25 волноводе за счет электрооптического эффекта под действием управляющего поля 623 .Недостатком этого модулятора является необходимость подачи на электроды постоянного напряжения смещения для получения линейного режима м"дуляции, что требует дополнительных радиотехнических элементов и усложняет интегрально-оптическую схему, 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. 50

На фиг. 1 изображена модуляциойная характеристика модулятора; на фиг. 2 - моцулятор, вид спереди на фиг. 3 - то же, вид сверху.

Модулятор содержит волновод 1Д. 55 электрооптический кристалл 2,структУРУ встерчйо-штыревых электродов 3, объемную фазовую дифракЦионную 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.. ь Ф напряжения, что соответствует подаче напряжения смещения в прототипе. При чем, если отношение интенсивности Э. дифрагированного света к интенсивности 3 света, падающего на решетку, boставляет э„ э -к, то наличие решетки соответствует подаче напряжения смещения V величиной = КЧд в модуляторе без решетки. Величина К определяется только параметрами решетки, а именно величиной изменения показателя преломления, длиной, профилем.. Под действием управляющего поля в волноводе наводится еще одна решетка с периодом, равным периоду постоянной решетки, и свет дифрагирует на эффективной решетке, являю-. щейся суммой двух -решеток и имеющей период Л . Таким образом, модуляционная характеристика принимает вид кривой, изображенной на фиг. 1 ° Дифракционная решетка, выполненная в волноводе, должна иметь профиль как можно более близкий к профилю наведенной решетки, различие профилей приведет к нарушению линейности модуляции. Необходимая степень преобразования света в 1-ый порядок определяется видом модулирукшего сигнала и может изменяться от 8 до 50%.

При "использовании модулятора отпадает необходимость во всех электрических элементах,так как смещение) 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, нарушения контактов, из-за вибрации, окисления и по другим аналогичным причинам. В то же время дифракционная 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 íà 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.

1089542

-Составитель Н. Назарова.

Редактор Т.Портная Техред Ж.Кастелевич Корректор И.Эрдейи

Заказ 2930/44 Тираж 497 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, ИоскВа, X-35, Раушская наб., д.4/5

Филиал ППП "Патент", r.Óæãîðîä, ул.Проектная,4