Сети и системы связи

Предложен новый квази-3-мерный фотонный кристалл, который состоит из 2-мерных фотонно-кристал. структур и одномерной структуры распределенного отражателя Брэгга с набором согласующих слоев между ними. Путем подстройки толщины согласующего слоя с использованием эффектов решетки Брэгга м. б. одновременно осуществлены герметизация в плоскости и полное внутреннее отражение. С применением такой квази-3-мерной фотонно-кристал. волноводной структуры численно продемонстрирована широкая полоса пропускания в группах материалов из GaAs-Al[x]O[y] (или Si-SiO[2]) и GaAs-AlAs. Предложенные фотонные кристаллы м. б. использованы при построении оптические ИС с высокой плотностью монтажа элементов для оптических систем связи.

Для расчета профиля моды оптического волновода со ступенчатым изменением показателя преломления предложен новый полностью векторный метода конечных разностей, основанный на интерполяции поля Лагранжа. Предложенная формула учитывает неоднородность полей. Проведено сравнение результатов, полученных с помощью нового и некоторых др. методов. Показано, что с помощью предложенного метода можно рассчитать относительный профиль моды и эффективный показатель преломления.

Технология наведения мех. напряжения м. б. использована для подстройки двулучепреломления SOI волноводов для создания коммерчески доступных устройств с высокой устойчивостью к изменениям состояния поляризации, в производстве которых используется только станд. процессы на основе кремния. С уменьшением размеров устройства и высоким контрастом показателей преломления двулучепреломление волноводов становится повышенно чувствительным к геометрии устройства. По этой причине следует устранить двулучепремломление волновода путем подстройки профиля волновода. Приведены результаты систематических исследований двулучепреломления, наведенного мех. напряжением в SOI волноводах. Изготовлен поляризационно нечувствительный демультиплексор на дифракционной решетке из массива SOI волноводов.

Разработаны метод и устройство для моделирования планарных волноводов, имеющих прямоугольное поперечное сечение с помощью метода распространения луча. Инструментальные средства для проектирования основаны на методе распространения луча и на быстром преобразовании Фурье. Ограничивающий метод распространения луча для планарных волноводов существенно снижает сложность вычислений и повышает их точность. Предложенный метод м. б. использован при проектировании планарных оптических ИС, в частности оптических фильтров и коммутаторов. 4 ил.

Теоретически исследованы в оптических волноводах, выполненных по технологии кремний-на-изоляторе, стимулированное рамановское рассеяние, двухфотонное поглощение, дисперсия свободных носителей, автомодуляция фазы и перекрестная ФМ, вызванные эффектом Керра, истощением накачки и поляризационной связью. Установлены и интерполированы с помощью простой формулы пороговые условия для стоксовских волн более высокого порядка. Результаты исследований м. б. использованы при проектировании оптических ИС.

С помощью золь-гельной технологии изготовлены планарные волноводы на основе SiO[2]-HfO[2] с легированием Er{3+} при концентрациях от 0,3 до 1,0% на подложках из кварцевого стекла. Потери распространения света в волноводах при 632,8 нм составили ЭКВИВ1 дБ/см. При накачке при лямбда=987 и 514,5 нм зарегистрирована люминесценция волноводов, связанная с переходом {4}I[13/2]->{4}I[15/2] ионов Er{3+} и имеющая длину волны и полуширину излучения соответственно ЭКВИВ1,5 мкм и ЭКВИВ48 нм. Времена жизни люминесценции в зависимости от концентрации Er{3+} составили величины 2,9-5,0 мс. Библ. 19. Т. А. Ш..

Представлены результаты измерений передающих и дисперсионных свойств оптических волноводов из связанных резонаторов, состоящих из слабо связанных полимерных микрокольцевых резонаторов. Рассмотрены методы изготовления и измерения оптических волноводов из связанных резонаторов. Эксперим. результаты хорошо согласуются с полученными теоретически потерями, дисперсией волновода, групповой задержкой, групповой скоростью и дисперсией групповой скорости. Разработанное устройство не требует подстройки резонаторов и м. б. использовано с большим числом микрорезонаторов для управления распространением оптических волн.

Представлены результаты исследования характеристик передачи с помощью оптических волноводов с градиентным показателем преломления без искажений изображений. Исследованы характеристики модели с волноводами из LiNbO[3], с распыленным Ti. С помощью теор. расчетов в пространственной области выведена функция расширения точки, когда на входе используются пространственные импульсы. Оценены характеристики распространения для оптического волновода GRIN типа, оптимизированного в отношении дальности распространения. Для устранения шумовых компонент в процессе передачи предлагается использовать пространственные фильтры.

Показано, что эффективные волноводы м. б. записаны с помощью ярких пространственных солитонов в объемном светопреломляющем кристалле из ниобата лития непрерывными и импульсными лучами лазера. Используя фс лазерные импульсы с высокой частотой следования м. б. сформирована эффективная конструкция солитонных волноводов после накопления большого числа импульсов. Такая технология позволяет записывать реконфигурируемые одиночные солитонные волноводы и решетки из них (с любой пространственной ориентацией и широким диапазоном периодов). Испытания показали слабую дисперсию импульсов в волноводах.

Предложен метод управления двулучепреломлением в ребристой структуре оптического волновода, изготовленной в кремнии. Ребристая структура волновода содержит ребристый продольный элемент, имеющий верхнюю и 2 боковые поверхности. В соответствии с предложенным методом покрывающий слой из нитрида кремния определенной толщины формируется непосредственно на этих поверхностях. Выбор толщины слоя определяет управление двулучепреломлением. Описаны: структура ребристого кремниевого волновода, изготовленного с таким слоем, и структура ответвителя, построенного на основе такого волновода.

В оптических ИС, использующих сильно ограниченные волноводы, вытекающие моды более высокого порядка д. б. подавлены для получения идеальных характеристик, особенно в дифракционных решетках с массивами волноводов. Методами моделирования и экспериментально исследованы потери при распространении для вытекающих мод более высокого порядка в оптических волноводах с глубокими ребрами на основе InP. Для определения потерь использовался высокочувствительный метод, основанный на оптической слабокогерентной интерферометрии. Исследовано соотношение между потерями для моды более высокого порядка и перекрестными искажениями дифракционной решетки.

Рассмотрен метод изготовления неорганических слоев с помощью процесса золь-гель и технологии погруженного покрытия. Приведены результаты измерения характеристик ларонитных пленок. Пленки, выполненные по данной технологии, обладают улучшенным двулучепреломлением и повышенным показателем преломления. Рассмотрены перспективы использования лапонитных пленок при изготовлении планарных оптических волноводов.

Вновь сформулирован метод конечных элементов для анализа мод нелинейных период. оптических волноводов. Для рассмотрения периодичности в направлении распространения, периодические граничные условия наложены на огибающую эл.-магн. поля. С помощью численных примеров волноводов из фотонного кристалла, состоящих из нелинейных диэл. столбиков, размещенных в виде квадратной решетки в области покрытия, проверена достоверность предложенного метода.

Предложена робастная методология для точного модального анализа трехмерных диэл. волноводов с помощью метода конечных разностей во временной области (FDTD). Исследовано распространение хорошо известных векторных мод вдоль сильно проводящих прямоугольных волноводов. Собственные решения уравнения векторных волн использовались при моделировании. Установлено, что применение концепции нестанд. FDTD позволяет улучшить точностью и сократить время компьютерных вычислений.