Фокусирующий планарный элемент

 

ФОКУСИРУЮЩИЙ ПЛАНАРНЫЙ ЭЛЕМЕНТ на основе волноводного. слоя, который содержит область с боковыми границами в виде осевого сечения линзы и с показателем преломления, отличным от показателя преломления остального слоя, отличающийс я тем, что, с целью увеличения числовой апертуры, в слой введены -аналогичные области, расположенные вдоль одной оси на расстоянии d между их центрами, лежащем в пределах (d + .zfc/i-b;, I где d - толщина области вдоль оси; b - ширина границы области, причем все области выполнены в виде осевого сечения тонкой линзы. (Л х сг со оо

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (19) (11) (51) 4 G 02 В 6/12 6/32

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ABTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3784056/24-10 (22) 01.06.84 (46) 07.12.85. Бюл. У 45 (71) Московский ордена Трудового

Красного Знамени физико-технический институт (72) И.А.Авруцкий, П.В.Базакуца, А.С.Свахин и В.А.Сычугов (53) 535.813(088.8) (56) Интегральная оптика. Сб. под . ред. Т.Тамира. M. Мнр, 1978, с. 150-151.

Optics Соапап сat ions, 1983, vol 47, Ф 4, р. 248-250. (54) (57) ФОКУСИРУЮЩИЙ ПЛАНАРНЫЙ ЭЛЕМЕНТ на основе волноводного слоя, который содержит область с боковыми границами в виде осевого сечения линзы и с показателем преломления, отличным от показателя преломления остального слоя, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью увеличения числовой апертуры, в слой введены

-аналогичные области, расположенные вдоль одной оси на расстоянии d между их центрами, лежащем в пределах (d+b).-с1 .Z (d+b), 1 где CI — толщина области вдоль оси; — ширина границы области, O причем все области выполнены в виде Q осевого сечения тонкой линзы.

1196193

Л= 2%

Длина фокусировки при этом к а RR, з ъ R» а

?iT

Y = accog Х;

Составитель В. Лавров

Редактор А. Шишкина Техред О.Неце Корректор Л. Пилипенко

Заказ 7560/44 Тираж 525

Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

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

Изобретение относится к оптике, в частности к оптическим волноводам, и может быть использовано в.интег.рально-оптических устройствах, в приборах систем волоконно-оптической 5 связи и оптической обработки информации в качестве фокусирующего элемента.

Цель изобретения — увеличение числовой апертуры фокусирующего эле- 1б мента в плоскости волноводного слоя.

На фиг. 1 изображен фокусирующий планетарный элемент, вид сверху; на фиг. 2 — сечение элемента плоскостью, перпендикулярной плоскости волновода 1 и проходящей через оптическую ось элемента. В данном примере выбрана конкретная форма областей в виде осевого сечения двояковыпуклых линз со сфе- 20 рическими поверхностями и конкретное соотношение между показателями преломления волновода и указанных облас- тей. При разработке тех или иных устройств. с заданным значением фокус- ного расстояния, заданными допустимыми значениями аббераций формы боковых поверхностей областей и соотношение между показателями преломления указан- ных областей и волновода могут быть . другими.

На подложке 1 с показателем преломления и„ выполнен планарный волноводный слой 2,с показателем преломления n< .. n,, содержащий области 3 повышенного показателя преломления (показатель преломления их и > п n„). Подложка может отсутствовать, она необходима лишь для,щ обеспечения достаточной механической прочности устройства и не имеет никакого отношения к его работе. Ради" усы кривизны боковых границ областей обозначены через Ф, и Rq, расстояние между областями »», толщина каждой области с(.

Работа предлагаемого устройства аналогична работе.волновода с градиентом показателя преломления, плавно уменьшающегося от оси к периферии. На фиг.. 1 показан ход луча, вошедшего в устройство параллельно оси на некотором расстоянии от нее.

Луч, как и в градиентном волноводе, движется по периодической траектории с периодом

Траектория луча описывается формулой где А " начальное отклонение луча .от оси.

Эти формулы получены в предположениях /и — n> / n „; n — n> /cc n» асс R„ аале(R>, В указанных предположениях траектория луча а предлагаемом элементе совпадает с траекторией луча в волноводе, распределение показателя преломления в котором совпадает .с распределением показателя преломления данного элемента, усредненным вдоль направления, параллельного оптической оси .элемента.