SU704354A1 - Планарное акустическое устройство - Google Patents

Description

(54) ПЛЕНАРНОЕ АКУСТООПТИЧЕСКОЕ УСТРОЙСТВ, ,.

12

isiSt:-;

взапмоде11стви  приоорстает лополпггсл;иые амплитудные и фазовые иекажеип  пол  в поперечном сечении вследствие накапливающего эффекта рассе ни  на локальных нсоднородност х показател  преломлени  подложки и нееущего сло  и изменени  толщины несун,его сло  вдоль пути распространени  онтпческой волны.

Целью изобретенн   вл етс  умегилненпе габаритов н улучшенне Наумовых характеристик за счет уменьнтепи  длины нути оптической волноводной волны.

Эта нель достигаетс  тем, что входной расширитель вынолнен в виде отражательной гофрированной структуры, штрнхн которой ориеитнровапы под углом, близким к 45° к направлени м распространени  опти ческой и акустической волн, за отражательной гофрированной структурой вдоль нр мой , соедин ющей центры дифракционной решетки и отражательной гофрированной структ фы установлен поглотитель оптических волн. Точное расположение гофра эеujCTKii онрсдсл ете  расчетным путем с учетом выбранного тнпа дифракдни (Брэгта или Рамана-Ната), длнны оптнчеекой н акуетической волны.

Предлагаемое изобретение по ен ете  чертежом. На чертеже показаны нодложка / из днэлектрика, обладающего прозрачностью в заданном днапазоне л,лрпг волн, пызоэффектом и фотоуиругостью, песутций слой 2 в виде тонкой нленки из оптическн прозрачного диэлектрика с показателем преломлени  большим, чем у окружающих сред; гофрированна  структура о (дифракционна  решетка дл  ввода излученн  от источника света в волновод, лзготавливаема  травлением илн какимлибо другим способом, область распространени  оптических волн на чертеже показана пунктирной линией; отражательна  гофрированна  структура 4, гофры которой орлентнрованы под углом, близкнм к 45°, по огнощенню к направлению распространени  оптической и акустической волн; поглотитель 5 оптической волноводной волны, выполненный в виде сло  железа, графита н т. п.: встречно-штыревой возбудитель 6 акустических новерхностных волн, нанесенный на подложку (волнистыми лннн ми на чертеже ноказана область, в которой распростран ютс  акустические поверхностные волны), нланарна  собирающа  линза 7, линейка 8 фотонриемника.

Устройство работает следующим образом .

Пучок объемных оптических волн с номощью гофрнрованной структуры 3 преобразуетс  в оптические волноводные волны, которые, распростран  сь но волноводу по осн у, нонадают на отражательную гофрированную структуру 4. Гофрированна  структура 4 выполнена с малым линейным коэффициентом отрал енп , поэтому узкий

ьучок света, падающий на структуру в иаГ|1авлс1 1и оси у преобразуетс  в широкий 1уч()к, распр(;страп ю1цийс  от структур -/ -; направлении оси z. Часть узкого свето150ГО нучка, нрошедшего через структуру -; без отражени , ноглош.аетс  ноглотителем

5,тем самым устраь ютс  шулюзые блики, которые моглп бы возникнуть вследствие с/траженн  части прошедгней волны от краев подлолски и iiecymero сло  в отсутствие поглотнтел . Одновременно на пьезопреобразователь i подаетс  сигнал, фурье-изображение которого наблюдают с HOMOHII IU фотонриемпиков в фокальной линии плапарной линзы 7. Операции с элементами

6,7, 8 идентичны е.К)Т -;етст1 уюии1.м оиераД1; м в прототипе.

Отметим некоторые особенности изобретени . Во-первых, рассто ние, пробегаелюе

0;1Т;:ЧССКОЙ ВОЛПОВОДНОЙ волной от ВХОДНО

|)ен1--:ткп До места акустооптического взаим (;дспстви  онредел етс  апертурой опти сс ()й волны н по пор дку величнпы равно i;;::p:nic этой апертуры, т. е. при njHpnnc

апертуры пор дка 3 см длина пути опти ()й волны в волповоде умепьшаетс  г.-римерпо в три раза по сравнению с (гииом. Соответственно в таких же иреде .ах умен п1аютс  и габариты всего плапарInro акустооптического устройства.

Во-вторых, коэффициент отражени  гофр .1р(;1)аииой структуры, определ емый глуб;|; (}й гофра и его ориентацией, а также 1-;ол,ичнпой удалени  решетки от иучности

Г)пт11чес ой волноводной волны, в практичось:и реализуемых конструкци х может ;;ост 1гать величины пор дка 0,95. В этом случае при малом линейном коэффициент отражеи1   (пор дка 0,3 и меньше)

гофрированна  структура но своим иаправленным свойствам близка к планарным коллпматорным устройствам, поэтому избирательные свойства предлагаемого устройства в зависимости от частоты акустической

волны по сравнению с нрототипом не измен ютс . Кроме того, локальной регулировкой глубины модул ции или удалени  решетки от пучности оптической волны ал;плитудно-фазовые распределени  на ее выходе можно существенно улучшать. А так как длина пути оптической волны в за вл емом зстройстве уменьшаетс , то его шумовые характеристики по стравнению с прс тетином улучшаютс .

В-трстьих, устройство донускает возможность введени  в него дополнительных элементов в зависимости от его коикрет1юг; ) назначени . Так, например, ири взсдои л в устройство двух систем иьезопреобразоватслей мы приходим к з-стройств-, акустооптического конвейера.

Е-четвертых, устройство допускает примеисние дл  изготовлени  подложки и несущего сло  материалов, не обладающих

пьезоактивпостью. Работоспогобиогть -гтройства в таких случа х обеспечиваетс  нанесением системы встречно-штыревых электродов на промежуточную тонкую пленку, обладающую необходимыми пьезосвойствами .

В-п тьй., технологи  изготовлени  гофрированной структуры проще технологии изготовлени  планарного коллиматора.

Фор|Мула изобретени 

Планарное акустооптическое устройство, содержащее диэлектрическую подложку, напесенные на нее несущий .слой из диэлектрика с большим, чем у подложки, показателем преломлени  и один или несколько возбудителей акустических поверхностных волн, дифракционную решетку дл  возбуждени  оптических волноводных волн, планарную фокусирующую линзу, линейку фотоприемников, отличающеес  тем, что, с целью уменьшени  габаритов и

улучшени  шумовых характеристик за счет уменьшени  длины пути оптической волноводной волны, входной расширитель оптической волны выполнен в виде отражательной гофрированной структуры, штрих ; которой ориентированы под углом, близким к 45° к направлени м распространени  акустической и оптической волн, а за отражательной гофрированной структурой вдол;пр мой , соедин ющей центры дифракционной решетки и отражательной гофрированной структуры, установлен поглотитель оптических волн.

1--1СТОЧНИКИ информации, прин тые во внимание при экспертизе:

1.Гудзенко А. И., Курдюмов О. А., Осадчев Л. А. Акустооптические взаимодействи  в планарных оптических волноводах и устройства на их основе. «Зарубежна  радиоэлектроника. 1976, № 9, с. 55.

2.Journal of Qnntum Electronies, vol. QE-13, № 4. 1977, p. 268 (прототип).

tVI /

kfEf

.-///i

/ / ..7// / Л. / // I i/:i--v// } V- ///

/

Claims (2)

1. Формула изобретения

   Планарное акустооптическое устройство, содержащее диэлектрическую подложку, нанесенные на нее несущий .слой из диэлектрика с большим, чем у подложки, показателем преломления и один или несколько возбудителей акустических поверхностных волн, дифракционную решетку для возбуждения оптических волноводных волн, планарную фокусирующую линзу, линейку фотоприемников, отличающееся тем, что, с целью уменьшения габаритов и улучшения шумовых характеристик за счет уменьшения длины пути оптической волноводной волны, входной расширитель оптической волны выполнен в виде отражатель5 ной гофрированной структуры, штрихи которой ориентированы под углом, близким к 45° к направлениям распространения акустической и оптической волн, а за отражательной гофрированной структурой вдоль 3 прямой, соединяющей центры дифракционной решетки и отражательной гофрированной структуры, установлен поглотитель оптических волн.

   5 Источники информации, принятые во внимание при экспертизе:

   1. Гудзенко А. И., Курдюмов О. А., Осадчев Л. А. Акустооптические взаимодействия в планарных оптических волноводах ¹ и устройства на их основе. «Зарубежная радиоэлектроника». 1976, № 9, с. 55.
2. 2. Journal of Quntum Electronies, vol.

   QE-13, 4, 1977, p. 268 (прототип).