23.Интегрально-оптические элементы управления излучением (иоэ уи). Назначение, основные физические эффекты, используемые в иоэ уи, примеры конструкций иоэ уи.

Вторая группа интегрально-оптических элементов позволяет управлять излучением путем изменения амплитуды, фазы или поляризации. В этих элементах используются явления, связанные с изменением показателя преломления световода за счет электро-, магнито- или акустооптических эффектов.

Так интегрально-оптические модуляторы амплитуды светового потока строятся по схеме интерферометра Маха — Цандера путем разветвления волновода на основе электрооптических материалов (рис. 7.3, а). В каналах при подаче управляющих сигналов изменяются фазы световых волн, и при их новой интеграции на основе явления интерференции изменяется амплитуда световой волны.

В интегрально-оптических переключателях осуществляется управляемое перераспределение оптической энергии между волноводами (рис. 7.3, б). Это происходит благодаря изменению показателя преломления в области связи между волноводами. Эти изменения происходят под действием управляющего напряжения.

Работа интегральных акустооптических модуляторов основана на изменении направления распространения световых пучков в планарном волноводе в результате явления дифракции света на фазовых неоднородностях. Фазовые неоднородности возникают в узлах и пучностях поверхностной акустической волны, возбуждаемой встречно-штыревыми преобразователями (рис. 7.3, в).

24.Интегрально-оптические элементы преобразования энергии (иоэ пэ). Назначение, основные физические эффекты, используемые в иоэ пэ, примеры конструкций иоэ пэ.

Третья группа интегрально-оптических элементов предназначена для генерации, усиления и детектирования оптических сигналов.

Генерация оптического излучения производится в интегрально-оптическом волноводе в результате рекомбинации электронно-дырочных пар в области р—n-перехода полупроводникового излучателя (фотодиода, лазера).

В качестве оптического усилителя могут использоваться слоистые структуры с активной средой. В этой среде создаются условия инверсной населенности энергетических уровней с последующим усилением проходящего излучения (рис. 7.4).

Детектирование излучения осуществляется с помощью фотоприемника, в качестве которого используются фоторезисторы, фотодиоды, фототранзисторы. Фотоприемники обычно сопрягаются с оптическим волноводом.

Широкое распространение получили кремниевые диоды с р—n-переходом (рис. 7.5, а).

В качестве подложки используется кремниевая пластина с нанесенным стеклянным оптическим волноводом. Свет из волновода попадает на поверхность р—n-перехода. Детектор на основе фотодиода реализуется с помощью процессов эпитаксии и ионной имплантации. Эти детекторы используются в области видимого оптического излучения. В ИК-области спектра могут быть использованы интегрально-оптические AlGaAs/GaAs детекторы (рис. 7.5, б).