Claims (2)
Прототипом предложенного электрооптического коммутирующего устройства вл етс электрооптическа переменна фазова дифракционна решетка, предназначенна дл модул ции оптического излучени 2 . Эта решетка - пленочный модул тор - представл ет собой сформированный на повер.хности электрооптического кристалла тонкопленочный оптический волновод с нанесенными на его поверхность гребенчатыми электродами, зубь которых расположены вдоль направлени распространни света. При приложении электрического напр жени к гребенчатым электродам вектор напр женности электрического пол мен ет свое направление в соседних парах зубьев. В соответствии с изменени ми направлени вектора напр женности электрического пол измен етс и показатель преломлени кристалла. Таким образом, в волноводе формируетс объемна фазова дифракционна решетка с глубиной модул ции показател преломлени , пропорциональной приложенному напр жению. Свет, распростран ющийс в волноводе, проход чере дифракционную решетку, дифрагирует, причем интенсивность отклоненного пучка модулируетс в соответствии с изменени ми электрического напр жени . При некотором электрическом напр жении падаюшве на устройство излучение дифрагирует.со 1ОО%-ной эффективностью- происходит переключение света из одного углового положени в другое. Нар ду с несомненными, преимущест- вами (наиболее важным из которых вл етс малое управл ющее напр жение опи санное устройство имеет суз цественный недостаток: луч света может отклон тьс тол ко в два угловых положени . Цель изобретени - увеличение числа угловык положений комк гтируемого луча света. Поставленна цель достигаетс тем, что нанесенные на поверхность волновода гребенчатые электроды расположены последовательно , причем угол между зубь ми соседних электродов равен удвоенному углу дифракции Брэгга. На чертеже показано предлагаемое устройство , коммутирующее луч света по yi ловому положению. Устройство состоит из подложки 1, оптического тонкопленочного волновода 2, выполненного из электрооптического материала , например из L NbO,j , и нанесенных на поверхность волновода гребен чатых электродов 3. Зубь двух соседних гребенчатых электродов повернуты друг относительно друга на угол, равный удвое ному углу дифракции Брэгга б определ емый соотношением: 2( cf - период гребенчатых электродов; длина волны коммутируемого оптического излучени в воэДухе; И - показатель прелоквхени материала волновода. Работа устройства заключаетс в следу ющем. Коммутируемый луч света, распростран юшийс в волноводе,падает под углом орэгга в на дифракционную рещетку , сформированную первым гребенчатым электродом устройства. В зависимости от того, приложено или не приложено электри ческое напр жение к электроду,, луч света либо отклон етс на угол 2 в, либо рас{фостран етс без изменени направлени .ПосколЬву зубь соседних гребенчатых электродов повернуты на угол 20 , то дифрагированный на первой дифракционной решетке луч света падает на дифракционнную решетку, сформированную следующим гребенчатым электродом, также под углом Брэгга 0 . Остальные электроды устойства работают подобным образом. После любого гребенчатого электрода число возможных угловых приложений луча увеличиваетс .на единицу. Вс последовательность из К электродов отклон ет луч в К/ К +1 угловых положений. Предлагаемое электрооптическое комму тирующее устройство, сохран быстродействие , свойственное Прототипу (достигающее частот несколько гигагерц), позвол ет переключать луч света в N К+1 угловых положений. При достигнутом уровне техники фотолитографии .максимальный шаг отклонени луча света устройством достигает около 2 в воздухе дл ,6 мкм. Следует заметить, что при нанесэрии на поверхность волновода грабенчатых электродов с различными периодами а возможно построение коммутирующего устройства с заданным законом коммутации. Малые размеры , технологичность изготовлени и малые напр жени (5-20 В), управл ющие работой устройства, составл ют преимущества устройства. Формула изобре тени Электрооптическое коммутирующее устройство , содержащее тонкопленочный оптический волновод с нанесенными на его поверхность электродами гребенчатого типа, отличающеес тем, что, с целью увеличени числа угловых положений коммутируемого луча света, нанесенные на поверхность волновода гребенчатые электроды расположены последовательно , причем угол между зубь ми соседних электродов равен удвоенному углу дифракции Брэгга. Источники информации, прин тые во вннмание при экспертие: 1. Патент Франции № 2103124, кл. G 02 Т 1/ОО, 12.05.72. The prototype of the proposed electro-optical switching device is an electro-optical variable phase diffraction grating designed to modulate optical radiation 2. This grating — a film modulator — is a thin-film optical waveguide formed on the surface of an electro-optic crystal, with comb-shaped electrodes deposited on its surface, the teeth of which are located along the propagation direction of the light. When an electric voltage is applied to the comb electrodes, the intensity vector of the electric field changes its direction in adjacent pairs of teeth. In accordance with changes in the direction of the intensity vector of the electric field, the refractive index of the crystal also changes. Thus, a volume phase diffraction grating is formed in the waveguide with a modulation depth of the refractive index proportional to the applied voltage. The light propagating in the waveguide, passing through the diffraction grating, diffracts, and the intensity of the deflected beam is modulated in accordance with changes in the electrical voltage. With some electrical voltage falling on the device, the radiation diffracts with 1% efficiency, the light switches from one angular position to another. Along with undoubted advantages (the most important of which is a small control voltage, the described device has a narrow disadvantage: the beam of light can deflect only in two angular positions. The purpose of the invention is to increase the number of angular positions of the combining beam This goal is achieved by the fact that the comb-shaped electrodes deposited on the surface of the waveguide are arranged in series, the angle between the teeth of the adjacent electrodes being equal to the double Bragg diffraction angle. a device that commutes a light beam at a yi fishing position.The device consists of a substrate 1, an optical thin-film waveguide 2 made of an electro-optical material, for example, L NbO, j, and combed electrodes deposited on the surface of the waveguide 3. The tooth of two adjacent comb electrodes is rotated relative to each other at an angle equal to twice the Bragg diffraction angle determined by the relation: 2 (cf is the period of the comb electrodes; wavelength of switched optical radiation in air; And - the index prelokvcheny waveguide material. The operation of the device is as follows. The switched beam of light propagated in the waveguide falls at an oegg angle in a diffraction grating formed by the first comb electrode of the device. Depending on whether or not an electrical voltage is applied to the electrode, the light beam either deviates by an angle of 2 volts or expands without changing the direction. The teeth of the adjacent comb-shaped electrodes are rotated by an angle of 20 the diffraction grating beam of light falls on the diffraction grating formed by the next comb electrode, also at the Bragg angle 0. The remaining electrodes of the device work in a similar way. After any comb electrode, the number of possible angular applications of the beam increases by one. The entire sequence of K electrodes deflects the beam in K / K +1 angular positions. The proposed electro-optical switching device, while maintaining the speed characteristic of the Prototype (reaching frequencies of several gigahertz), allows switching the beam of light to N K + 1 angular positions. With the achieved level of photolithography technique, the device reaches a maximum deviation step of the light beam of about 2 in air for, 6 μm. It should be noted that when applied to the surface of a waveguide grab-shaped electrodes with different periods, it is possible to build a switching device with a given switching law. The small size, manufacturability and low voltages (5-20 V) controlling the operation of the device constitute the advantages of the device. Formula in the shadow image Electro-optical switching device containing a thin-film optical waveguide with comb-type electrodes applied to its surface, characterized in that, in order to increase the number of angular positions of the switched light beam, the comb-shaped electrodes are arranged in series, electrodes is equal to twice the Bragg diffraction angle. Sources of information accepted for examination: 1. French Patent No. 2103124, cl. G 02 T 1 / OO, 12.05.72.
2. Патент США № 3813142, кл.350. 96, 28.05.74.2. US patent number 3813142, CL 350. 96, 05/28/74.