RU92205U1 - INTEGRAL OPTICAL POLARIZATION SPLITTER - Google Patents

INTEGRAL OPTICAL POLARIZATION SPLITTER Download PDF

Info

Publication number
RU92205U1
RU92205U1 RU2009141819/22U RU2009141819U RU92205U1 RU 92205 U1 RU92205 U1 RU 92205U1 RU 2009141819/22 U RU2009141819/22 U RU 2009141819/22U RU 2009141819 U RU2009141819 U RU 2009141819U RU 92205 U1 RU92205 U1 RU 92205U1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
interferometer
arms
polarization splitter
waveguide
optical
Prior art date
Application number
RU2009141819/22U
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Ольга Александровна Кулиш
Михаил Михайлович Векшин
Original Assignee
Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Краснодарское высшее военное училище (военный институт) имени генерала армии С.М. Штеменко" Министерства обороны Российской Федерации
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Краснодарское высшее военное училище (военный институт) имени генерала армии С.М. Штеменко" Министерства обороны Российской Федерации filed Critical Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Краснодарское высшее военное училище (военный институт) имени генерала армии С.М. Штеменко" Министерства обороны Российской Федерации
Priority to RU2009141819/22U priority Critical patent/RU92205U1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU92205U1 publication Critical patent/RU92205U1/en

Links

Landscapes

  • Optical Integrated Circuits (AREA)

Abstract

Интегрально-оптический поляризационный расщепитель на основе микроволноводного интерферометра Маха-Цендера, содержащий два направленных ответвителя, соединенных плечами интерферометра, отличающийся тем, что, с целью разделения ТЕ и ТМ поляризованных волноводных мод в оптических системах передачи и обработки информации, модовая анизотропия в одном из плеч интерферометра создана за счет нанесения поверх волновода буферного диэлектрического слоя и металлической пленки, устройство позволяет избежать потери оптического излучения на стыковку волноводов с различными показателями преломления.An integrated optical polarization splitter based on a Mach-Zehnder microwave interferometer containing two directional couplers connected by the arms of the interferometer, characterized in that, in order to separate TE and TM polarized waveguide modes in optical information transmission and processing systems, mode anisotropy in one of the arms the interferometer was created by applying a buffer dielectric layer and a metal film over the waveguide, the device avoids the loss of optical radiation at ykovku waveguides with different refractive indices.

Description

Предлагаемое устройство относится к оптическим поляризационным элементам. Известен интегрально-оптический расщепитель на основе интерферометра Маха-Цендера, в котором временная задержка оптического сигнала при прохождении плеч интерферометра поляризационно чувствительна. Одно из плеч интерферометра обладает выраженным модовым двулучепреломлением. В качестве анизотропного материала, определяющего поляризационные характеристики всего устройства, служит нитрид кремния, из которого формируется часть волноведущего слоя в одном из плеч. (Shani, Y. Four-port integrated optic polarization splitter [Текст] / Y.Shani, C.Henry // Appl. Optics. - 1990. - Vol.29, №3. - P.337-339).The proposed device relates to optical polarizing elements. Known integrated optical splitter based on the Mach-Zehnder interferometer, in which the time delay of the optical signal when passing through the arms of the interferometer is polarization sensitive. One of the arms of the interferometer has pronounced mode birefringence. Silicon nitride is used as an anisotropic material that determines the polarization characteristics of the entire device, from which a part of the wave guide layer is formed in one of the arms. (Shani, Y. Four-port integrated optic polarization splitter [Text] / Y.Shani, C. Henry // Appl. Optics. - 1990. - Vol.29, No. 3. - P.337-339).

Недостатком данного устройства является использование составного волновода с разнотипными материалами сердцевин, при изготовлении которого технологически сложно получить согласование постоянных распространения волноводных мод. В данном расщепителе в случае рассогласования волноводных мод в состыкованных друг с другом каналах возникают потери мощности оптического излучения и возможна неполная перекачка энергии из канала в канал.The disadvantage of this device is the use of a composite waveguide with different types of core materials, in the manufacture of which it is technologically difficult to obtain coordination of the propagation constants of the waveguide modes. In this splitter, in the event of a mismatch of the waveguide modes in the channels connected to each other, optical power losses occur and an incomplete transfer of energy from channel to channel is possible.

Целью предлагаемого устройства является разделение ТЕ и ТМ поляризованных волноводных мод в оптических системах передачи и обработки информации.The aim of the proposed device is the separation of TE and TM polarized waveguide modes in optical systems for transmitting and processing information.

Цель достигается тем, что в одном из плеч интегрально-оптического интерферометра Маха-Цендера формируется модовая анизотропия за счет нанесения металлической пленки и диэлектрического буферного слоя на поверхность волновода для организации различия времени прохождения ТЕ-мод и ТМ-мод.The goal is achieved by the fact that mode anisotropy is formed in one of the arms of the Mach-Zehnder integrated optical interferometer due to the deposition of a metal film and a dielectric buffer layer on the surface of the waveguide to organize the difference in the transit time of the TE modes and TM modes.

В результате проведенного математического анализа было доказано, что предлагаемое устройство позволяет пространственно разделить волноводные моды с ортогональной поляризацией.As a result of the mathematical analysis, it was proved that the proposed device allows you to spatially separate waveguide modes with orthogonal polarization.

На рисунке 1 изображено устройство поляризационного расщепителя для систем связи. Устройство содержит стеклянную подложку, на которой находится микроволноводный интерферометр Маха-Цендера, состоящий из входного и выходного разветвителей и двух плеч одинаковой длины. Поверх одного из плеч интерферометра наносятся буферный диэлектрический слой и металлическая пленка.Figure 1 shows the device polarization splitter for communication systems. The device contains a glass substrate on which is located the Mach-Zehnder microwave interferometer, consisting of input and output splitters and two arms of the same length. A buffer dielectric layer and a metal film are applied over one of the arms of the interferometer.

Устройство работает следующим образом. Оптическое излучение от лазера вводится на вход интерферометра, с помощью входного разветвителя оно разделяется на два луча одинаковой интенсивности. За счет нанесения металлической пленки в одном из плеч интерферометра в волноводе формируется анизотропная среда, при прохождении которой ТЕ и ТМ поляризованные волны имеют различную фазовую скорость. Анизотропия не изменяет скорость ТЕ-волны и ее время распространения по обоим плечам интерферометра будет одинаково. ТМ поляризованная волна в плече интерферометра с металлической пленкой будет распространяться с более низкой фазовой скоростью. Металлическая пленка будет неизбежно поглощать часть мощности излучения, избежать поглощения ТМ поляризованной волны возможно только за счет введения буферного слоя между волноведущим слоем и металлом, а также путем варьирования толщины самой металлической пленки. На выходе интерферометра лучи, проходя через второй разветвитель, образуют интерференционную картину, которая будет зависеть от вносимого сдвига фазы. Если сдвиг фазы составляет 180°, то вся мощность входного сигнала будет выведена в выходной порт №1; если сдвиг фазы составляет 0°, то, наоборот, сигнал будет выведен через порт №2. Длина металлической пленки может быть подобрана так, что для ТМ-волн вносимый сдвиг фаз между волнами на выходе интерферометра будет составлять 180°. Для ТЕ поляризации сдвиг фазы между волнами на выходном разветвителе будет равен 0°. Таким образом, ТЕ-волна и ТМ-волна будут разведены по разным выходным портам поляризационного расщепителя.The device operates as follows. Optical radiation from the laser is introduced to the input of the interferometer, using an input splitter it is divided into two beams of the same intensity. Due to the deposition of a metal film, an anisotropic medium is formed in one of the arms of the interferometer in the waveguide, during which TE and TM polarized waves have different phase velocities. Anisotropy does not change the speed of the TE wave and its propagation time on both arms of the interferometer will be the same. A TM polarized wave in the arm of an interferometer with a metal film will propagate at a lower phase velocity. A metal film will inevitably absorb part of the radiation power, to avoid the absorption of TM polarized waves is possible only by introducing a buffer layer between the waveguide layer and the metal, as well as by varying the thickness of the metal film itself. At the output of the interferometer, the rays passing through the second splitter form an interference pattern, which will depend on the introduced phase shift. If the phase shift is 180 °, then all the power of the input signal will be output to the output port No. 1; if the phase shift is 0 °, then, on the contrary, the signal will be output through port number 2. The length of the metal film can be selected so that for TM waves the introduced phase shift between the waves at the output of the interferometer will be 180 °. For TE polarization, the phase shift between the waves at the output splitter will be 0 °. Thus, the TE wave and the TM wave will be separated at different output ports of the polarization splitter.

Реализация поляризационного расщепителя на основе эффекта плазменного резонанса позволяет управлять фазовой скоростью ТМ-поляризованных волн. Использование металлодиэлектрических канальных волноводов в стекле дает возможность создать простой и эффективный интегрально-оптический поляризационный расщепитель для пространственного разделения различных поляризационных компонент оптического излучения.The implementation of a polarization splitter based on the plasma resonance effect allows controlling the phase velocity of TM polarized waves. The use of metal-dielectric channel waveguides in glass makes it possible to create a simple and effective integrated optical polarization splitter for the spatial separation of various polarization components of optical radiation.

Claims (1)

Интегрально-оптический поляризационный расщепитель на основе микроволноводного интерферометра Маха-Цендера, содержащий два направленных ответвителя, соединенных плечами интерферометра, отличающийся тем, что, с целью разделения ТЕ и ТМ поляризованных волноводных мод в оптических системах передачи и обработки информации, модовая анизотропия в одном из плеч интерферометра создана за счет нанесения поверх волновода буферного диэлектрического слоя и металлической пленки, устройство позволяет избежать потери оптического излучения на стыковку волноводов с различными показателями преломления.
Figure 00000001
An integrated optical polarization splitter based on a Mach-Zehnder microwave interferometer containing two directional couplers connected by the arms of the interferometer, characterized in that, in order to separate TE and TM polarized waveguide modes in optical information transmission and processing systems, mode anisotropy in one of the arms the interferometer was created by applying a buffer dielectric layer and a metal film over the waveguide, the device avoids the loss of optical radiation at ykovku waveguides with different refractive indices.
Figure 00000001
RU2009141819/22U 2009-11-12 2009-11-12 INTEGRAL OPTICAL POLARIZATION SPLITTER RU92205U1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2009141819/22U RU92205U1 (en) 2009-11-12 2009-11-12 INTEGRAL OPTICAL POLARIZATION SPLITTER

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2009141819/22U RU92205U1 (en) 2009-11-12 2009-11-12 INTEGRAL OPTICAL POLARIZATION SPLITTER

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU92205U1 true RU92205U1 (en) 2010-03-10

Family

ID=42135816

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2009141819/22U RU92205U1 (en) 2009-11-12 2009-11-12 INTEGRAL OPTICAL POLARIZATION SPLITTER

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU92205U1 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU172880U1 (en) * 2017-03-29 2017-07-28 Наталья Вячеславовна Кобелькова OVERALLS FOR CHILDREN WITH LIMITED MOTOR OPPORTUNITIES

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU172880U1 (en) * 2017-03-29 2017-07-28 Наталья Вячеславовна Кобелькова OVERALLS FOR CHILDREN WITH LIMITED MOTOR OPPORTUNITIES

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Hussein et al. A review on the techniques for building all-optical photonic crystal logic gates
US8942516B2 (en) Multi-port optical circulator system
US20050232543A1 (en) Heating optical devices
CN104007512B (en) A kind of optical polarization beam splitter
Lin et al. Ultra-broadband polarization beam splitter based on cascaded Mach-Zehnder interferometers assisted by effectively anisotropic structures
Tsao et al. A novel 1× 2 single-mode 1300/1550 nm wavelength division multiplexer with output facet-tilted MMI waveguide
CN103336324B (en) A kind of interference type comb filter
Yuan et al. Ultra-compact multichannel optical waveguide crossings designed by a particle swarm optimized method
CN108345064B (en) A kind of 90 ° of optical mixers based on mixing plasmon waveguiding structure
RU92205U1 (en) INTEGRAL OPTICAL POLARIZATION SPLITTER
CN104317071B (en) Graphene-based planar optical waveguide polarization beam splitter
WO1989001171A1 (en) Optical fibre components
JP4405976B2 (en) Optical signal processor
Uematsu et al. Ultra-broadband silicon-wire polarization beam combiner/splitter based on a wavelength insensitive coupler with a point-symmetrical configuration
JP2001272561A (en) Polarization independent waveguide type optical circuit
Wang et al. A compact 1× 64 optical power splitter using silica-based PLC on quartz substrate
CN103149633A (en) Dual-polarization-state signal processing integrated chip
KR20150120012A (en) Apparatus and method for splitting light and surface plasmon polariton from incident light
US20210405292A1 (en) Optical Interconnect Structure and Method for Manufacturing Same
Hua et al. Study on asymmetric wavelength division de-multiplexer based on directional coupling in slot waveguides
Tejaswini et al. Ring Resonator Based Optical Delay Line Device with Enhanced Delay
Moghaddam et al. Slow light transmission in a photonic crystal power splitter with parallel outputs
Barykina et al. Wave packet dynamics in a nonlinear tunnel-coupled structure of right-and left-handed media
He et al. Ultra-compact silicon TM-pass polarizer with a photonic crystal nanobeam structure
Kato et al. OPtical add-drop multiplexer integrating silicon waveguide optical circulators and Bragg reflector

Legal Events

Date Code Title Description
MM1K Utility model has become invalid (non-payment of fees)

Effective date: 20121113