Возможности, ограничения и проблемы развития планарной волноводной оптики (обзор)

(в бумажном виде)

Возможности, ограничения и проблемы развития планарной волноводной оптики (обзор)
Источник: Известия ВУЗов СССР - Радиоэлектроника, т.XXV, №2, стр.4-20 (1982)
Авторы: Л.Н.Дерюгин

Потенциальные возможности и достоинства планарной оптики
1. Планарный характер обеспечивает:
   - компактность и малый вес элементов
   - объединение функциональных оптических элементов в выполненные на общей подложке в едином технологическом цикле компактные и легкие ОИС, обладающие высокой жесткостью, вибростойкостью, надежностью и долговечностью
   - удобство сочетания интегральных оптических схем с интегральноыми микроэлектронными схемами в оптоэлектронных приборах и системах
   - удобство сочетания планарной оптики с планарной акустикой и акустоэлектроникой
   - доступность планарных оптических устройств для необходимых внешних воздействий (напр. для управляющих сигналов в модуляторах, коммутаторах, для оптической накачки лазеров)
2. Достижимость очень высоких интенсивностей света в малых поперечных сечениях планарных волноводов
3. Оптические явления в тонких пленках заметно отличаются от объемных

Ограничения планарной оптики
- двумерность
- оптические потери
- пространственные шумы
- пространственные фазовые флюктуации
- отсутствие универсального материала

Проблемы планарной оптики
- уменьшение пространственных фазовых флюктуаций
- снижение оптических потерь от рассеяния на неоднородностях и связанных с ними пространственных шумов
- установление оптимальных уровней интеграции и гибридизации планарных оптических приборов с учетом реальных возможностей материалов и технологии

Достижения и пpoблeмы интегральной оптики

(в бумажном виде)

Достижения и пpoблeмы интегральной оптики
Источник: Зарубеж.радиоэлектроника, №4, стр.57-68 (1988)
Авторы: И. А.Авруцкий, В. Г.Еленский, В. А.Сычугов 

Введение
1. Устройства интегральной оптоэлектроники
2. Интегрально-оптические элементы, используемые в устройствах для обработки сигнала
3. Методы изготовления оптических волноводов
4. Устройства на основе волноводов из LiNbO3
5. Теория оптических волноводов и устройств на них

Интегральная оптика - состояние и перспективы развития

(в бумажном виде)

Интегральная оптика - состояние и перспективы развития
Источник: Изв.ВУЗов МВ и ССО СССР. Радиоэлектроника, т.26, №95, стр.4-9 (1983)
Авторы: А.М.Гончаренко

Короткая обзорная статья

Методы согласования устройств интегральной оптики и волоконно-оптических линий связи (обзор)

(в бумажном виде)

Методы согласования устройств интегральной оптики и волоконно-оптических линий связи (обзор)
Источник: Кв.электроника, т.10, №9, стр.1733-1763 (1983)
Авторы: К.Б.Дедушенко, А.С.Семенов, В.Л.Смирнов, А.В.Шмалько

Оглавление
Введение
I. Общие принципы совместимости и согласования устройств интегральной оптики и ВОЛС
   1. Основные типы волноводов и волоконных световодов
   2. Общие принципы совместимости волноводов и волоконных световодов
   3. Сравнительный анализ основных методов согласования волноводных структур
II. Устройства согласования интегрально-оптических волноводов и волоконных световодов
   1. Устройства согласования одномодовых волноводных структур
   2. Устройства согласования многомодовых волноводных структур
   3. Оптические согласующие элементы
III. Методы и устройства согласования планарных и трехмерных волноводов
   1. Согласование планарных волноводов
   2. Согласование трехмерных волноводов между собой и с планарными волноводами
IV. Методы согласования источников излучения с волноводами и волоконными световодами
   1. Согласование источников с волноводами в гибридных ОИС
   2. Методы согласования источников излучения с волноводами в монолитных ОИС
   3. Элементы связи как причина шумов в ВОЛС
Заключение

Использование халькогенидных стекол в интегральной и волоконной оптике (обзор)

(в бумажном виде)

Использование халькогенидных стекол в интегральной и волоконной оптике (обзор)
Источник: Кв.электроника, т.13, №6, стр.1093-1117 (1986)
Авторы: М.А.Андриеш, В.В.Пономарь, В.Л.Смирнов, А.В.Миронос

Оглавление:
1. Введение
2. Особенности оптических спектров отражения и поглощения халькогенидных стекол
3. Модуляционные спектры
4. Фотостимулированное изменение оптических констант
5. Волокна и волоконно-оптические элементы из халькогенидных стекол
6. Использование слоев ХСП в интегральной оптике
7. Формирование волноводных голограмм - основного элемента интегрально-оптического процессора
8. Активные элементы интегральной оптики
9. Заключение

High-performance and compact binary blazed grating coupler based on an asymmetric subgrating structure and vertical coupling

(в электронном виде)

High-performance and compact binary blazed grating coupler based on an asymmetric subgrating structure and vertical coupling
Авторы: J.Yang, Zh.Zhou, H.Jia, X.Zhang, Sh.Qin
Источник: Optics letters, Vol.36, No.14, pp/2614-2616 (2011)

Был сконструирован высокоэффективный компктный решеточный элемент связи волокна с волноводом на кремниевой подложке. Подбором подходящих параметров волновода/решетки, таких как толщина, период, высота и скважность, была получена относительно высокая эффективность связи для волокна и волновода. Более того, достигнута связь с вертикально разсположенным волокном при помощи использования асимметричной решеточной структуры, в которой период состоит из двух подрешеток с одинаковой высотой и разной шириной. Вычислена эффективность связи больше 69% при длине волны 1.52 мкм и 65% пр идлине волны 1.55 мкм. При этом ширина полосы по длине волны в 1 Дб была около 80нм. Эффективность связи может быть увеличена до 80% при добавлении брэгговских отражающих слоев. И наконец, Устройства получилось простым, гибким, вытравляемым за один шаг и совместимым со стандартной технологией обработки метал-оксидных полупроводников.

Почему blazed видно на этом рисунке

Optimized coupling of a Gaussian beam into an optical waveguide with a grating coupler:comparison of experimental and theoretical results

(в бумажном?  и электронном виде)

есть перевод


Optimized coupling of a Gaussian beam into an optical waveguide with a grating coupler:comparison of experimental and theoretical results
Авторы: D.Pascal, R.Orobtchouk, A .Layadi, A.Koster, S.Laval
Источник: Appl.Opt., v.36, N.12, p.2443-2447 (1997)

Получена эффективность ввода решеточных элементов связи для падающего гауссова пучка. Ее оптимальное значение зависит от ширины пучка и положения светового пятна по отношению к краю решетки для данных параметров решетки. Была экспериментально определена характерная длина связи для изучаемого решеточного элемента. Относительные измерения эффективности связи как функции характеристик падающего луча находятся в хорошем соответствии с численными результатами.

Efficiency of optical-grating couplers

(в электронном виде плюс перевод)

Efficiency of optical-grating couplers
Авторы: R.Ulrich
Источник: JOSA, vol.63, No.11, pp.1419-1431 (1973)

Очень подробная статья с расчетом и анализом решеточного элемента связи.
НАДО ДОПЕРЕВОДИТЬ.

 

Dielectric rectangular waveguide and directional coupler for integrated optics

(в электронном виде)

Dielectric rectangular waveguide and directional coupler for integrated optics
Авторы: E.A.J. Marcatili
Источник: Bell Syst. Tech.J., vol.48, No.7, pp.2071-2102 (1969)

Рассматриваются канальные диэлектрические волноводы с прямоугольным сечением и направленные элементы связи на их основе.

David Greene Light and dark

Научно-популярная книга про свет (2003 года). Очень интересно написана (хотя и на английском). Брала много из нее для реферата по оптике.

Оглавление:

1 ESSENTIAL, USEFUL AND FRIVOLOUS LIGHT 1

   1.1 Light for life 1

   1.2 Wonder and worship 4

   1.3 Artificial illumination 6

      1.3.1 Light from combustion 6

      1.3.2 Arc lamps and filament lamps 9

      1.3.3 Gas discharge lamps 13

   1.4 Light in art and entertainment 15

2 PATTERNS OF SUNLIGHT 19

   2.1 The year 19

   2.2 Equinoxes and eccentricity 22

   2.3 The length of a day 26

   2.4 The length of daylight 31

   2.5 The length of a second 37

3 MONTHS AND MOONLIGHT 41

   3.1 The lunar month and the lunar orbit 41

   3.2 The lunar nodes and their rotation 43

   3.3 The lunar day 48

   3.4 The length of moonlight 50

   3.5 Eclipses and Saros cycles 55

      3.5.1 Eclipses and history 55

      3.5.2 The Saros cycle 55

      3.5.3 Total and annular solar eclipses 61

   3.6 Tides 63

4 HISTORY, DATES AND TIMES 67

   4.1 Solar calendars 67

   4.2 The Roman Catholic Church and the development of astronomy 70

   4.3 The start of the year 72

   4.4 Lunar and other calendars 73

   4.5 Time zones 77

   4.6 The International Date Line 80

5 LIGHT AND THE ATMOSPHERE 84

   5.1 Scattered light and twilight 84

   5.2 Polarization of light 88

   5.3 Rainbows 94

   5.4 Cloudy skies 98

   5.5 Halos 99

6 SEEING THE LIGHT 103

   6.1 The human eye 103

   6.2 Colour vision and colour blindness 109

      6.2.1 Colour vision 109

      6.2.2 Colour blindness 112

   6.3 Polarization sensitivity 114

   6.4 Speed of response 115

   6.5 Optical illusions 118

7 ZOOLOGICAL DIVERSIONS 129

   7.1 Colour vision in animals 129

   7.2 Zebras 131

      7.2.1 Species and subspecies 131

      7.2.2 Other zebra-striped animals 133

   7.3 Piebald coats and unusual goats 134

   7.4 Jellicle cats are black and white 138

   7.5 Cephalopods 142

   7.6 Lighting up for a mate or a meal 144

      7.6.1 Bioluminescence in insects 144

      7.6.2 Bioluminescence in deep-sea fish 146

   7.7 More anatomical oddities 147

8 INFORMATION IN LIGHT 150

   8.1 Lighthouses 150

   8.2 Semaphores for optical telegraphy 154

   8.3 Morse, Mance and the heliograph 163

   8.4 Bell and the photophone 166

9 LIGHT IN THE ERA OF ELECTRONICS 170

   9.1 Electronics 1900–1960 170

      9.1.1 Early rectification devices 170

      9.1.2 The solid-state rectifier 172

      9.1.3 The transistor 175

   9.2 New semiconductors for optoelectronics 177

   9.3 Optoelectronic semiconductor devices 182

   9.4 Bright light from cool solids 187

10 OPTICAL COMMUNICATION TODAY 193

   10.1 Waveguides and optical fibres 193

   10.2 The transparency of glass 195

   10.3 Optical fibres 198

   10.4 Optical amplification 203

   10.5 Conveying sound by light 204

   10.6 The long and the short of optical communication 210

Bends in optical dielectric guides

(в электронном виде)

Bends in optical dielectric guides
Авторы: E.A.J. Marcatili
Источник: Bell Syst. Tech.J., vol.48, No.7, pp.2103-2132 (1969)

Анализируется прохождение света через искривленный круглого или квадратного сечения волновод в приближенном виде. Мы различаем три области:
(1) Волноводы с маленьким поперечным сечением, подобно тонкой стеклянной полосе, окруженной воздухом - при толщине волновода порядка 1% от длины волны большая часть мощности проходит снаружи стекла; коэффициент затухания волновода на два порядка меньше, чем у стекла, а радиус закругления, при котором потери волновода удваиваются, будет порядка 10 тыс. длин волн.
(2) Волноводы со средним поперечным сечением для интегральной оптики - размером порядка нескольких микронов и могут поддерживать одну моду или с изгибами с низкими потерями и с маленьким радиусом, или петли с высоким Q, полезные для фильтров. Значения Q  порядка 10 в 8 степени теоритически достижимы в петлях с радиусом от 0.04 до 1 мм, если разница в показателях преломления между волноводом и окружающей средой от 0.1 до 0.01.
(3) Волноводы с большим поперечным сечением - они многомодовые и используются в волоконной оптике. Преобразования к модам более высоких порядков оказались более значительными, чем излучательные потери на закруглении.

1. Введение
2.. Формулировка проблемы граничных значений
  2.1 Е11x - мода
  2.2. T11у - мода
3. Обсуждение и примеры
  3.1 Волноводы тонкие или с низкими потерями
  3.2 Волноводы среднего размера для интегрально-оптических схем
  3.3 Большие волноводы для волоконной оптики
Приложение. Анализ полей в закругленном волноводе

Integrated optics: An introduction

(в электронном виде)

Integrated optics: An introduction
Авторы: S.E.Miller
Источник: Bell Syst. Tech.J., vol.48, No.7, pp.2059-2069 (1969)



Этой статьей Миллер ввел термин "интегральная оптика".

Эта статья описывает состояние дел по миниатюрным типам лазерно-лучевых схем. Изменения показателя преломления порядка 10-2 или 10-3 в подложке (к примеру в стеклянной) позволяет получить направляемые лазерные пучки шириной около 10 мкм. Фотолитографические технологии могут дать возможность конструирования сложных схем. Эта статья также описывает возможные миниатюрные формы лазера, модулятора и гибридов. Вполне возможно, что эта новая область будет способстовать ограждению лазерных схем от тепловых, механических и акустических потерь из-за их маленького размера; экономия будет значительна.

Далее начатый перевод статьи

Интегрально-оптические поляризаторы на основе многослойных диэлектрических волноводов

(в бумажном и электронном виде)

Интегрально-оптические поляризаторы на основе многослойных диэлектрических волноводов
Авторы: М.М. Векшин, В.П.Гладкий, В.А.Никитин, Н.А.Яковенко
Источник: Автометрия, No.5, сс. 58-65(1998)
(поступила в редакцию 15 сентября 1997)

(аналогичная статья тех же авторов - ссылка)

Предложен новый тип интегрально-оптических ТМ- и ТЕ-поляризаторов, принцип работы которых основан на явлении модового двулучепреломления вблизи условий отсечки многослойных диэлектрических волноводов со специально подобранными параметрами, приводящем к разнесению в пространстве полей ортогонально поляризованных волноводных мод. Рассматриваются слабонаправляющие волноводы, сформированные в стекле и локально нагруженные высокопреломляющей диэлектрической пленкой. Проведен модовый анализ волноводов для оценки поляризационных свойств. Изготовлены и исследованы эффективные поляризаторы на основе ионно-обменных волноводов в стекле с покрывным слоем сульфида мышьяка

Поляризационные свойства четырехслойного диэлектрического волновода

(в электронном виде)

Поляризационные свойства четырехслойного диэлектрического волновода
Авторы: М.М.Векшин, В.А.Никитин, Н.А.Яковенко
Источник: Письма в ЖТФ, т.24, No.6, сс.35-39 (1998)
(поступила в редакцию 11 сентября 1997)

(аналогичная статья тех же авторов - ссылка)

Рассматривается новая схема интегрально-оптического поляризатора; проведены расчеты и выполнены эксперименты, показывающие работоспособность устройства