RU2718669C1 - Термостойкий интегрально-оптический делитель излучения - Google Patents
Термостойкий интегрально-оптический делитель излучения Download PDFInfo
- Publication number
- RU2718669C1 RU2718669C1 RU2019120478A RU2019120478A RU2718669C1 RU 2718669 C1 RU2718669 C1 RU 2718669C1 RU 2019120478 A RU2019120478 A RU 2019120478A RU 2019120478 A RU2019120478 A RU 2019120478A RU 2718669 C1 RU2718669 C1 RU 2718669C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- optical
- optical radiation
- divider
- microlenses
- integrated optical
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B6/00—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
- G02B6/10—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings of the optical waveguide type
- G02B6/12—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings of the optical waveguide type of the integrated circuit kind
- G02B6/12007—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings of the optical waveguide type of the integrated circuit kind forming wavelength selective elements, e.g. multiplexer, demultiplexer
- G02B6/12009—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings of the optical waveguide type of the integrated circuit kind forming wavelength selective elements, e.g. multiplexer, demultiplexer comprising arrayed waveguide grating [AWG] devices, i.e. with a phased array of waveguides
- G02B6/12011—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings of the optical waveguide type of the integrated circuit kind forming wavelength selective elements, e.g. multiplexer, demultiplexer comprising arrayed waveguide grating [AWG] devices, i.e. with a phased array of waveguides characterised by the arrayed waveguides, e.g. comprising a filled groove in the array section
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Optics & Photonics (AREA)
- Optical Integrated Circuits (AREA)
Abstract
Изобретение относится к интегральной оптике, а именно к делителям оптического излучения. Изобретение заключается в том, что в термостойком интегрально-оптическом делителе излучения, в подложке, содержится ряд интегрально-оптических микролинз, каждая из которых выполняется из N оптических микролинз, на выходе которых установлена фокусирующая система, в фокусе которой расположен один канальный волновод. Такое исполнение интегрально-оптического делителя позволяет, даже при изменении температуры в широком диапазоне, осуществлять деление оптического излучения и направлять в приемник оптического излучения. Технический результат заявленного изобретения заключается в повышении надежности делителя оптического излучения в условиях температурных колебаний в широком диапазоне. 2 ил.
Description
Изобретение относится к интегральной оптике, а именно к делителям оптического излучения.
Линейные сооружения волоконно-оптической линии связи подвержены различным воздействиям, прежде всего, температурным перепадам. В этой связи актуальна разработка термостойкого интегрально-оптического делителя излучения, способного функционировать в интервале температур характерных для Российской Федерации.
На территории Российской Федерации средняя месячная температура воздуха по субъектам российской федерации в 2016 г. изменяется от -30,7°С Республика Саха (Якутия) до +26,1 Астраханская область (Российский статистический ежегодник // г. Москва РОССТАТА. - 2017. - С. 70-71), однако были зафиксированы и более экстремальные температуры, так в городе Верхоянске Якутия был зарегистрирован минимум -67,8°С (15 января 1885 года), абсолютный максимум температуры воздуха +45,4°С был зарегистрирован в Республике Калмыкии (12 июля 2010 года).
Известен интегрально-оптический делитель, представляющий собой ряд последовательно расположенных на подложке интегрально-оптических направленных ответвителей или волноводных разветвителей, работающих в режиме делителя мощности оптического излучения (Волноводная оптоэлектроника. Под. Ред. Т. Тамира. М.: Мир. 1991. 574 с; Хансперджер Р. Интегральная оптика. Теория и технология М.: Мир. 1985. 379 с.).
Конструкция интегрально-оптический делитель включает несколько элементов, каждый из которых изготовлен из различных материалов, отличаются способы согласованного крепления, что неизбежно приведет к изменению параметров при изменении температуры в широких пределах.
Известен волоконно-оптический разветвитель (Пат. 2073260 Российская Федерация, МПК 6 G02B 6/28. Волоконно-оптический разветвитель (О.А.Власенко (Россия). №9393019823, заявл. 14.04.1993; опубл. 10.02.1997. Приоритет 14.04.1993 RU 9393019823), представляющий собой три волоконных световода, уложенных в виде регулярного жгута со смещенными боковыми гранями на торцах, которые образуют боковую поверхность четырехгранной пирамиды с углом 45° к оптической оси световодов, при этом зеркальное покрытие нанесено на боковую поверхность пирамиды, углы между ребрами в основании пирамиды выполнены 120° и 60°, проекция одного наклонного ребра, смежного с ребрами, составляющими 120° в основании пирамиды, совпадает с диаметром сердцевины одного световода. Волоконно-оптический разветвитель содержит волоконные световоды, металлическую трубку, зеркальное покрытие торцевых граней световодов.
Недостатком волоконно-оптического разветвителя является невозможность использования его в широких пределах изменении температуры из-за большой разницы в коэффициентах теплового расширения материалов, из которых изготовлен разветвитель.
Известен оптический элемент (Пат. 2183338 Российская Федерация, МПК 7 G02B 6/125, G02B 6/34. Оптический элемент (Ю.Н. Кульчин, И.В. Денисов, Е.О. Пискунов (Россия). №2000101381/28, заявл. 17.01.2000; опубл. 10.06.2002), представляющий собой планарный оптический волновод и ответвление, выполненное из светопрозрачного материала. Ответвление выполнено в виде призмы, предпочтительно трехгранной, которая поджата к волноводу боковой поверхностью и подпружинена относительно нее с возможностью регулирования усилия поджатая. Входной конец световода выполнен скошенным под углом полного внутреннего отражения. Плоскость призмы, не обращенная к входному концу планарного оптического волновода, составляет с плоскостью, поджатой к световоду, угол менее 90°.
Недостатком данного оптического элемента является то, что в его конструкции используется подвижные части, что неизбежно приведет к изменению параметров при изменении температуры в широких пределах (Физические величины. Справочник. Григорьев И.С., Мейлихов Е.З. - 1991 - С. 66 (1234)).
Наиболее близким аналогом является интегрально-оптический делитель излучения (Пат. 2338224 Российская Федерация, МПК G02B 6/122. Интегрально-оптический делитель излучения (Н.А. Яковенко, В.А. Никитин, А.В. Никитин (Россия). №2006141111/28, заявл. 20.11.2006; опубл. 10.11.2008, Бюл. №31), представляющий собой канальный волновод, сформированный в подложке и имеющий на торце область закругленной формы, интегрально-оптические микролинзы, расположенные вдоль оптической оси канального волновода.
Деление излучения и вывод его на поверхность подложки на пути излучения, выходящего из закругленного торца канального волновода, осуществляется из расположенного ряда интегрально-оптических микролинз.
Недостатком наиболее близкого аналога, использованного в качестве прототипа, является то, что изменения температуры вызывают расширение или сокращение конструкционных материалов, (канальный волновод, подложка, интегрально-оптические микролинзы). В результате этого в них возникают температурные деформации и температурные напряжения, что приведет к тому, что оптическое излучение, распространяющееся вдоль поверхности подложки, частично или полностью не попадет в ряд интегрально-оптических микролинз.
Технический результат заявленного изобретения заключается в повышении надежности делителя оптического излучения в условиях температурных колебаний в широком диапазоне.
Технический результат достигается за счет того, что в заявленном изобретении термостойкий интегрально-оптический делитель излучения, содержит канальный волновод, сформированный в подложке и имеющий на торце область закругленной формы, ряд интегрально-оптических микролинз, которые расположены в подложке вдоль оптической оси канального волновода. Кроме того, каждая интегрально-оптическая микролинза выполняется из N оптических микролинз, на выходе которых установлена фокусирующая система, в фокусе которой расположен один канальный волновод.
Из уровня техники неизвестны делители оптического излучения работающие в условиях температурных колебаний в широком диапазоне. Следовательно, заявляемое устройство удовлетворяет критерию «новизна».
Заявленное изобретение поясняется с помощью чертежей:
фиг. 1 - термостойкий интегрально-оптический делитель излучения (вид сбоку);
фиг. 2 - термостойкий интегрально-оптический делитель излучения (вид сверху).
Заявленное изобретение реализуется следующим образом.
Термостойкий интегрально-оптический делитель излучения содержит (фиг. 1, фиг. 2) канальный волновод 1, сформированный в подложке 2 и имеющий на торце область 3 закругленной формы. В подложке 2 расположена группа из N интегрально-оптических микролинз 4, перекрывающих оптическую ось канального волновода. На выходе группы из N интегрально-оптических микролинз 4 установлена фокусирующая система 5, в фокусе которой расположен один канальный волновод 6.
Если на пути вышедшего из канального волновода 1 излучения поместить группу из N интегрально-оптических микролинз 4, на выходе которых установлена фокусирующая система 5, то даже при изменении температуры в широком диапазоне, вызывающей расширение или сокращение разнородных конструкционных материалов канального волновода 1, подложки 2 и интегрально-оптических микролинз 4, часть этого излучения выйдет из микролинз 4 на поверхность подложки 2 и, пройдя через фокусирующую систему 5, попадет в канальный волновод 6, так как это представлено на фиг. 1.
Такой термостойкий интегрально-оптический делитель можно использовать в суровых климатических условиях для передачи оптического сигнала одновременно на несколько направлений без использования активного оборудования.
Интегрально-оптический делитель излучения изготавливался в стеклянной подложке методом электростимулированной миграции ионов из расплава соли AgNO3 и NaNO3, 25 взятых в отношении 1:1 (моль) через алюминиевый маскирующий слой толщиной 0,3 мкм, в котором фотолитографией сформированы отверстия для изготовления канального волновода и ряда микролинз, лежащих на одной прямой. Температура расплава составляла 380°С, стимулирующее напряжение - 20 В, время протекания процесса - 15 мин (Никитин В.А., Яковенко Н.А. Электростимулированная миграция ионов в интегральной 30 оптике. Краснодар, 2003. 154 с.).
Существенным отличием от прототипа является то, что каждая интегрально-оптическая микролинза выполняется из «n» оптических микролинз на выходе которых установлена фокусирующая система в фокусе которой расположен один канальный волновод. Такое расположение интегрально-оптических микролинз позволяет осуществлять деление оптического излучения в условиях температурного колебания в широком диапазоне.
Таким образом, за счет наличия в делителе группы из N интегрально-оптических микролинз, на выходе которых установлена фокусирующая система, обеспечивается достижение технического результата.
Claims (1)
- Термостойкий интегрально-оптический делитель излучения, содержащий канальный волновод, сформированный в подложке и имеющий на торце область закругленной формы, ряд интегрально-оптических микролинз, расположенных в подложке вдоль оптической оси канального волновода, отличающийся тем, что каждая интегрально-оптическая микролинза выполняется из N оптических микролинз, на выходе которых установлена фокусирующая система, в фокусе которой расположен один канальный волновод.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2019120478A RU2718669C1 (ru) | 2019-06-28 | 2019-06-28 | Термостойкий интегрально-оптический делитель излучения |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2019120478A RU2718669C1 (ru) | 2019-06-28 | 2019-06-28 | Термостойкий интегрально-оптический делитель излучения |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2718669C1 true RU2718669C1 (ru) | 2020-04-13 |
Family
ID=70277686
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2019120478A RU2718669C1 (ru) | 2019-06-28 | 2019-06-28 | Термостойкий интегрально-оптический делитель излучения |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2718669C1 (ru) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2795392C1 (ru) * | 2022-10-10 | 2023-05-03 | Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Уральский федеральный университет имени первого Президента России Б.Н. Ельцина" | Направленный ответвитель в интегральной оптической схеме |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU1269070A1 (ru) * | 1985-06-21 | 1986-11-07 | Могилевское Отделение Ордена Трудового Красного Знамени Института Физики Ан Бсср | Интегрально-оптический делитель |
| CN100439955C (zh) * | 2004-02-12 | 2008-12-03 | St协作有限公司 | 磁光设备显示器 |
| US8649011B2 (en) * | 2010-02-19 | 2014-02-11 | Pacific Biosciences Of California, Inc. | Integrated analytical system and method |
| CN104932044A (zh) * | 2015-06-08 | 2015-09-23 | 浙江工业大学 | 光束方向沿一个维度自由可调的流体微透镜 |
| CN107924027A (zh) * | 2015-06-12 | 2018-04-17 | 加利福尼亚太平洋生物科学股份有限公司 | 用于光耦合的集成靶点波导器件和系统 |
-
2019
- 2019-06-28 RU RU2019120478A patent/RU2718669C1/ru active
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU1269070A1 (ru) * | 1985-06-21 | 1986-11-07 | Могилевское Отделение Ордена Трудового Красного Знамени Института Физики Ан Бсср | Интегрально-оптический делитель |
| CN100439955C (zh) * | 2004-02-12 | 2008-12-03 | St协作有限公司 | 磁光设备显示器 |
| US8649011B2 (en) * | 2010-02-19 | 2014-02-11 | Pacific Biosciences Of California, Inc. | Integrated analytical system and method |
| CN104932044A (zh) * | 2015-06-08 | 2015-09-23 | 浙江工业大学 | 光束方向沿一个维度自由可调的流体微透镜 |
| CN107924027A (zh) * | 2015-06-12 | 2018-04-17 | 加利福尼亚太平洋生物科学股份有限公司 | 用于光耦合的集成靶点波导器件和系统 |
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| диссертация на соискание ученой степени кандидата физико-математических наук "ИССЛЕДОВАНИЕ, МОДЕЛИРОВАНИЕ И РАЗРАБОТКА МНОГОКАНАЛЬНЫХ ИНТЕГРАЛЬНО-ОПТИЧЕСКИХ МЕЖСОЕДИНЕНИЙ", РОМАНОВ АЛЕКСАНДР АЛЕКСЕЕВИЧ, 2013 г.. * |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2795392C1 (ru) * | 2022-10-10 | 2023-05-03 | Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Уральский федеральный университет имени первого Президента России Б.Н. Ельцина" | Направленный ответвитель в интегральной оптической схеме |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US4440468A (en) | Planar waveguide bragg lens and its utilization | |
| US9804335B2 (en) | Multichannel fiber optic rotary joint (FORJ) having an achromatic metasurface | |
| GB2578233A (en) | Planar achromatic and dispersion-tailored meta-surfaces in visible spectrum | |
| US20180017735A1 (en) | Wavelength Division Multiplexer/Demultiplexer with Flexibility of Optical Adjustment | |
| NZ337209A (en) | Photonic 2-D crystal integrated into waveguide on silicon substrate | |
| EP0053324B1 (de) | Optisches Verzweigungsglied | |
| CN107991739B (zh) | 用于耦合光的光栅和透镜系统 | |
| RU68715U1 (ru) | Интегрально-оптический делитель излучения | |
| RU2718669C1 (ru) | Термостойкий интегрально-оптический делитель излучения | |
| CN109416466A (zh) | 光线路、光扫描器、光合波分波器、波长监视器、光合波分波器模块和波长监视器模块 | |
| US11733469B2 (en) | Planar lightwave circuit and optical device | |
| US6810170B2 (en) | Optical signal processor | |
| JP5016009B2 (ja) | 光信号処理装置およびその組み立て方法 | |
| JPWO2018168063A1 (ja) | 波長多重光送信モジュールおよびその製造方法 | |
| RU2554599C1 (ru) | Углоизмерительный прибор | |
| CN115701552A (zh) | 光纤阵列连接器及制造超构表面透镜的方法 | |
| JP2012173718A (ja) | 波長選択スイッチ | |
| US5257136A (en) | Reverse telephoto agron objective lens | |
| EP0471070A1 (en) | Achromatic mode-index elements for integrated optical systems | |
| US6891994B2 (en) | Micro optical design for DWDM interleavers with narrow channel spacing | |
| RU222214U1 (ru) | Узкополосный интерференционный светофильтр для широкоугольного объектива | |
| US11442229B2 (en) | Optical circuit for alignment | |
| JP6303323B2 (ja) | 光学装置 | |
| RU2338224C2 (ru) | Интегрально-оптический делитель излучения | |
| US6721108B2 (en) | Optical lens device assembly |