Другие предметы \ Оптические устройства в радиотехнике

Оптические модуляторы. Виды модуляций, достигаемых с помощью волоконно-оптического модулятора (ВОМ), материалы используемы для изготовления ВОМ, страница 5

При разработке и создании ОИС для обработки информации важнейшей проблемой является выбор материалов для ОВ и базовых волноводных элементов, на основе которых могут быть построены различные функциональные ОИС. Основными критериями выбора материалов являются их высокое оптическое качество и малые потери, высокие значения электро- и акустооптических параметров, технологичность изготовления волноводных элементов и ОИС в целом, возможность интеграции на одной подложке большого числа активных и пассивных элементов. Трудности в создании ОИС, как уже отмечалось во введении, связаны с отсутствием высококачественного универсального материала, удовлетворяющего всем этим критериям.

Параметры устройств интегральной оптики во многом определяются технологией их изготовления. Это обусловлено главным образом тем, что вследствие малости длины световых волн существуют значительно более жесткие, чем в микроэлектронике, требования к однородности физических параметров используемых материалов. Общим требованием к материалам, используемым в устройствах интегральной оптики, является возможность создания волноводных областей с малыми потерями в заданном спектральном диапазоне. При этом допустимый уровень потерь не должен превышать долей децибела на сантиметр для пассивных компонентов и нескольких децибел на сантиметр — для активных.

В настоящее время известны три основных класса материалов

для разработки и создания ОИС: монокристаллы полупроводниковых соединений A"'BV такие, как GaAs, GaAs1-xРx и т. п.; монокристаллы активных диэлектриков, такие, 'как ниобат и танталат лития и твердые растворы на их основе, а также различные стекла, окислы (типа Ta2O2, ZnO), халькогенидные стеклообразные полупроводники (ХСП) системы As—S, слои аморфных диэлектриков и полупроводниковых материалов на кремниевых подложках с изолирующим слоем, например двуокиси кремния. Сравнение основных свойств рассмотренных материалов дано в табл. 1.


                                                                                                                             Таблица 1

Свойство и характеристика материала

Монокристаллы активных диэлектриков (LiNbO3, LiTaO3 и т. п.)

Монокристаллы полупроводниковых соединений A"'BV (GaAs, GaAs1-xРx и т. п.)

Аморфные диэлектрики и полупроводниковые материалы на кремниевых подложках (стекло, XCП/SiO2/Si и т. п.)

Акустооптический эффект

Есть

Есть

Только в гибридной структуре

Электрооптический эффект

»

»

Качество 0В

Хорошее

Очень хорошее

Отличное (хорошее для ХСП)

Возможность интеграции излучателей

В гибридной структуре

Есть

В гибридной структуре

Возможность интеграции фотоприемников

То же

»

Есть

Сложность изготовления ОВ и ОИС

Невысокая

высокая

Средняя

Арсенид галлия и его соединения являются пока что единственным материалом, в наибольшей степени обеспечивающим практически полную интеграцию волноводных элементов в ОИС на общей подложке. Однако тем не менее в большей части проводимых исследований и разработок используется ниобат лития, поскольку он обладает наилучшими электрооптическими свойствами и позволяет создавать сложные волноводные структуры. Дальнейший прогресс в разработке ИО-успройств и ОИС связан с поиском и созданием новых материалов и волноводных структур, таких, как квантово-размерные периодические структуры на основе сверхтонких слоев полупроводниковых соединений А"'ВV и других материалов, и овладением новейшей технологией получения волноводных структур с наперед заданными параметрами. Однако нельзя упускать из виду необходимость развития технологии пассивных оптических волноводов с предельно малыми потерями, с помощью которых возможно объединение активных элементов в ОИС.

заключение

При малейшем механическом воздействии на ВС, может достигаться различный тип модуляции. Эффективность влияния модулирующего воздействия на тот или иной параметр излучения прежде всего определяется типом световода, видом и величиной внешнего воздействия. С точки зрения модуляции излучения при выборе типа световода и вида возмущаемого воздействия, обычно принимают во внимание следующие основные критерии: селективность модуляционного воздействия на изменяемый параметр излучения, его эффективность и широкополосность. Наиболее эффективно на параметры оптической волны воздействуют деформационные и акустические возмущения световода. Видимо, поэтому на их основе и создано большинство известных световодных модуляторов, конструкции и основные характеристики которых рассмотрены в настоящем докладе.

Список литературы

1.  Гуляев Ю.В. Модуляционные эффекты в волновых световодах и их применение / Ю.В. Гуляев, М.Я. Меш, В.В. Проколов. – М.: Радио и связь, 1991. –  152с.

2.  Семенов А.С., Смирнов В.Л., Шмалько А.В. Интегральная оптика для систем передачи и обработки информации. – М.: Радио и связь, 1990. – 224с.

3.  http://www.fizteh.ru/nich/conf_mipt/conf2001/ffke/volokonlazer/yagodkin.esp

4.  http://www.scinews.ru/physics/2004/siliconmod.html

5.  http://www.electronics.ru/showArticle.phtml?id=2936777

Скачать файл