Аномальное отражение света от поверхности тонкой металлической гофрированной пленки

(в электронном виде)

Аномальное отражение света от поверхности тонкой металлической гофрированной пленки
Источник: Кв.электроника, т.24, №9, стр.815-819 (1997)
Авторы: И.Ф. Салахутдинов, В.А. Сычугов, А.В. Тищенко, Б.А. Усиевич, О. Парье, Ф.А. Пудонин

Экспериментально и теоретически исследовано возбуждение поверхностных электромагнитных волн (ПЭВ) в гофрированной тонкой металлической пленке. Установлено, что этот процесс сопровождается специфическим изменением коэффициента отражения. Показано, что возбуждение ПЭВ в тонкой металлической пленке может быть использовано для сенсорных применений.

Рассматривали двусторонне гофрированную тонкую металлическую пленку с малой глубиной гофров.
В такой пленке возбуждаются плазмоны (аналог волноводных мод).
Для расчетов использовался приближенный метод Рэлея-Фурье.
Вычисляли коэффициент отражения такой пленки от угла падения для разных глубин гофрирования, а также зависимость радиационных потерь от толщины пленки.
Экспериментально проверено на пленках из меди

Узкополосный оптический фильтр на основе гофрированного одномерного фотонного кристалла

(в электронном виде)

Узкополосный оптический фильтр на основе гофрированного одномерного фотонного кристалла
Источник: Кв.электроника, т.32, №6, стр.531-534 (2002)
Авторы: Б.А. Усиевич, В.А. Сычугов

Предложен и исследован узкополосный оптический фильтр на основе многослойного диэлектрического зеркала, нанесенного на гофрированную подложку. Показано, что путем оптимизации толщины слоев зеркала и глубины гофра можно получить фильтр с шириной полосы пропускания, на два порядка меньшей, чем у стандартного плоского фильтра с полуволновым слоем, обрамленным диэлектрическими многослойными зеркалами с тем же числом слоев, что и у предлагаемого фильтра. Показано также, что диапазон угловой перестройки длины волны, на которой достигается максимальное пропускание, определяется требованиями к величине потерь в этом фильтре. В частности, при допустимых потерях 0.8% область перестройки длины волны может достигать 20 нм при ширине линии пропускания фильтра 0.08 нм.

(плоское многослойное диэлектрическое зеркало можно считать одномерным фотонным кристаллом).

Рассматривали такую структуру:
- гофрированная подложка ns=1.15
- многослойная структура из чередующихся слоев четвертьволновой толщины с показателями n1=1.46 и n2=2.005 (ее используют в виде зеркала обычно)
- воздух

В итоге система обладает двумя свойствами: хорошим отражением вне резонанса и нулевым отражением в резонансе.

Для расчетов дифракции света на многослойной структуре использовался точный С-метод [JOSA,v.72,p.839(1982)]
При анализе ограничились 7ю парами слоев и занимались подбором характеристик так, чтобы получить узкий провал до 0.
Правда, при этом пришлось уйти от четвертьволновых толщин, а это сложнее в реализации, т.к. толщины всех слоев оказались разными. Для оптимизации использовался метод Дэвидона-Флетчера-Пауэлла.

Интегрально-оптический демультиплексор на основе волноводной структуры SiO2—SiON

(в электронном виде)

Интегрально-оптический демультиплексор на основе волноводной структуры SiO2—SiON
Источник: Кв.электроника, т.35, №12, стр.1163-1166 (2005)
Авторы: А.А. Гончаров, С.В. Кузмин, В.В. Светиков, К.К. Свидзинский, В.А. Сычугов, Н.В. Трусов

Сообщается о реализации на основе структуры SiO2—SiON интегрально-оптического демультиплексора, работающего в области длин волн 1.5 мкм. Размеры чипа демультиплексора составляют 10×10 мм. Представлены параметры оптической схемы устройства, описана технология его производства и приведены результаты измерений рабочих характеристик. Показано, что перекрестные помехи между отдельными каналами связи (K=8) не превышают -25дБ. Продемонстрирована работа демультиплексора в качестве селективно отражающего зеркала и показано, что он может быть использован при создании многочастотных источников лазерного излучения для систем волоконно-оптической связи

.

Принцип работы демультиплексора здесь (обзор) - IEEE J.Sel.Topics Quantum Electron, 2(2), 236 (1996)
В качестве подложки кремний толщиной 480 мкм, диаметром 100мм n=3.5.
На него наносился слой SiO2 толщиной 8мкм с ns=1.46 в качестве изолятора.
Затем волноводный слой из оксинитрида кремния толщиной h=2.5мкм и nw = 1.495. Наносились плазмохимическим методом.
Затем стандартным фотолитографическим методом делалась маска для оптической схемы демультиплексора.
И сверху снова слой SiO2 толщиной 8мкм для защиты схемы от внешних воздействий.

Параметры демультиплексора:
- 8ми канальный
- ширина канальных волноводов 3 мкм
- число канальных волноводов - 59
 - рабочий диапазон длин волн 1550-1560нм
- спектральная ширина пропускания канала 1.3нм по уровню -20дБ

Можно использовать этот мультиплексор в лазерах - в режиме селективного лазерного зеркала или в режиме многочастотного источника лазерного излучения (см.рис)