Стр. 44 - ИНТЕГРАЛЬНАЯ ОПТИКА
Упрощенная HTML-версия
И Н Т Е Г Р А Л Ь Н А Я О П Т И К А
44
ГЛАВА 2.
ФОКУСИРУЮЩИЕ ЭЛЕМЕНТЫ ИНТЕГРАЛЬНОЙ ОПТИКИ
2.1. Волноводные линзы Лунеберга
Пленочные волноводы и их волны, рассмотренные ранее, не были огра-
ничены сбоку. Предполагается, что пленка безгранична поперек направления
распространения, а поля волн пленки в этом направлении неизменны. В дейст-
вительности пленки имеют конечную ширину; поле направляемой волны также
ограничено сбоку. Протяженность волны должна быть уже, чем пленка, чтобы
ее края не вносили искажений. Следовательно, пленку необходимо освещать
ограниченным пучком света.
Ограниченные в поперечном направлении волны могут пробегать из-
вестное расстояние вдоль пленки без существенного изменения распределения
поля в этом направлении. При этом происходит дифракционное расширение
пучка, аналогичное расширению лучей в
свободном пространстве.
Для того чтобы ограничить расши-
рение пучка, можно применить соби-
рающие линзы, которые реализуются в
виде утолщений пленки нужной формы.
Линзообразное утолщение так преобра-
зует фазы, что фазовые фронты, показан-
ные на рис. 2.1 пунктиром, меняют свою
кривизну, и волна пленки фокусируется,
то есть в поперечном направлении пучок
сужается. Последовательность таких пленочных линз, расположенных с опре-
деленным интервалом, действует на волну пленки подобно линзовой линии и
направляет ее с помощью периодической фокусировки.
Волноводные линзы Лунеберга формируются по одной из схем, пред-
ставленных на рис. 2.2. Линза и тонкопленочный волновод могут быть изготов-
лены либо из одного материала (рис. 2.2,
а
), либо из разных материалов
(рис. 2.2,
б
,
в
). Благодаря плавному увеличению толщины линзы эффективный
показатель преломления волноводной моды непрерывно увеличивается и дос-
тигает максимума в ее центре. В классической линзе Лунеберга радиальный
градиент показателя преломления выбирается так, чтобы падающий на линзу
параллельный пучок света фокусировался на ее противоположной стороне.
n
1
n
3
n
2
б
)
в
)
а
)
n
1
n
4
n
2
n
3
n
1
n
4
n
2
n
3
Рис. 2.2
В практике удобно использовать так называемые обобщенные лунебер-
говские линзы, закон изменения толщины которых обеспечивает фокусировку
Рис. 2.1
