home

Моделирование распространения оптического излучения в приподнятом и гребенчатом волноводах на подложке из LiNbO3

?
МОДЕЛИРОВАНИЕ РАСПРОСТРАНЕНИЯ ОПТИЧЕСКОГО
ИЗЛУЧЕНИЯ В ПРИПОДНЯТОМ И ГРЕБЕНЧАТОМ ВОЛНОВОДАХ
НА ПОДЛОЖКЕ ИЗ LiNbO3
Д. Г. Гилев, У. О. Салгаева, А. Б. Волынцев
Пермский государственный национальный исследовательский университет,
614990, Пермь, Букирева, 15
Главным достоинством интегрально-оптических (ИО) устройств на подложке из ниобата лития (LiNbO3) является их быстродействие. Основными
элементами таких устройств являются оптические канальные волноводы,
которые по типу профиля подразделяются на внедренные и приподнятые.
Частным случаем приподнятых волноводов являются гребенчатые, отличающиеся наличием широкого пьедестала (рис. 1) [1].

а)

б)

в)

Рис. 1. Оптические канальные волноводы:
а) внедренный, б) приподнятый, в) гребенчатый

Приподнятые и гребенчатые волноводы, по сравнению с внедренными,
обладают малыми оптическими потерями, в частности на изгибах, что позволяет повысить степень интеграции элементов на одной подложке и
уменьшить размеры ИО устройств. Поэтому оптические схемы, включающие в себя такие волноводы на подложке из ниобата лития, являются
наиболее перспективными для создания элементной базы для волоконнооптических линий связи, датчиков и других ИО устройств.
Для эффективной работы таких устройств необходимо следить за оптическими потерями в волноводе, искать его оптимальные конфигурации. Поэтому целью работы является численное исследование характеристик гребенчатого и приподнятого волноводов на подложке из LiNbO3 для дальнейшего использования созданных моделей в ходе разработки ИО схем.
Приподнятый волновод на подложке из LiNbO3 может быть изготовлен
конфигурацией методов ионного обмена (Ti-диффузии, протонного обмена,
ионной имплантации), также использующихся для создания внедренных
волноводов [2], и химического травления (в плазмах и кислотах) (рис. 1б)).
Для изготовления гребенчатого волновода требуется тонкая кристаллическая пленка из LiNbO3, которая может быть прикреплена к некоторому кристаллу-носителю или с помощью бондинга, или при использовании промежуточного полимера. Толщина такой пленки обычно составляет 300 –
8