Главная > Оптика > Физика процессов в генераторах когерентного оптического излучения
<< Предыдущий параграф
Следующий параграф >>
<< Предыдущий параграф Следующий параграф >>
Макеты страниц

2.15. Оптическое излучение в тонкопленочном волноводе. Распределенная обратная связь

Тонкопленочный оптический волновод представляет собой диэлектрическую пленку толщиной порядка длины волны излучения ( мкм), нанесенную на подложку (рис. 2.92). Будем рассматривать двумерный случай, полагая, что световые лучи не выходят из плоскости (ось у перпендикулярна плоскости, разграничивающей пленку и подложку; ось соответствует направлению, вдоль которого распространяется излучение в пленочном волноводе). Как и в обычном диэлектрическом волноводе, распространение света в пленке основано на явлении полного внутреннего отражения, в связи с чем необходимо, чтобы выполнялись неравенства

где — показатели преломления соответственно пленки, подложки и среды над пленкой. Обычно над пленкой находится воздух, поэтому будем полагать, что

На рис. 2.92 показан световой луч внутри пленки, претерпевающий полное внутреннее отражение от ее границ; угол падения луча на границу пленки обозначен через . Луч проходит внутри пленки зигзагообразный путь; в связи с этим говорят о зигзагообразных лучах (зигзагообразных световых волнах). Представление о таких лучах (волнах)

Рис. 2.92

позволяет рассмотреть ряд принципиальных вопросов, связанных с распространением света в тонкопленочных волноводах.

Строгое рассмотрение оптики диэлектрических пленок, опирающееся на уравнения Максвелла, проводится, например, в [72]. Оптические явления в тонкопленочных волноводах обстоятельно анализируются в [73—77]; см. также [2] гл. 28.

Тонкие диэлектрические пленки используются не только как пассивные элементы, предназначенные для передачи световых сигналов. Они применяются также как активные элементы (так называемые пленочные лазеры), кроме того, они используются для осуществления нелинейных взаимодействий световых волн — генерации оптических гармоник, параметрической генерации света, вынужденного комбинационного рассеяния света. В [73] отмечается, в частности, что «использование тонкопленочных диэлектрических волноводов открывает путь к созданию миниатюрных лазерных устройств, оптических модуляторов, фильтров, параметрических генераторов и других элементов для систем связи с большой информационной емкостью, быстродействующих вычислительных устройств и для систем оптической обработки информации... Такая перспектива послужила основой для возникновения на стыке микроволновой техники и оптики новой области исследований — интегральной оптики».

В данном параграфе будут рассмотрены лишь некоторые вопросы распространения света в тонкопленочном волноводе, ввода излучения в пленку, а также пленочные лазеры с распределенной обратной связью.

<< Предыдущий параграф Следующий параграф >>
Оглавление