Стр. 53 - ИНТЕГРАЛЬНАЯ ОПТИКА

И Н Т Е Г Р А Л Ь Н А Я О П Т И К А

53

Таким образом, измерение углов ввода-вывода излучения

m

ψ

позволяет

определить такие параметры волноводной структуры, как толщина пленки, по-

казатели преломления пленки и окружающих ее сред.

Одновременно призменные устройства связи позволяют осуществлять

измерения потерь в данной области волновода по угловой ширине резонанса

ϕ∆

. При отклонении угла падения света на нижнюю грань призмы на

ϕ∆

от

значения

m

ϕ

эффективность возбуждения уменьшается вдвое. При этом

ϕ∆

связано с параметрами устройства следующим соотношением:

m

ln

ϕ

π

=ϕ∆

cos

2

1

п эф

.

(3.12)

Здесь

эф

l

– эффективная длина волновода, то есть расстояние вдоль плен-

ки, на котором поле в пленке убывает в

e

раз за счет потерь на рассеяние, теп-

ловых потерь, излучения в призму через зазор.

Таким образом, измерение углов

m

ϕ

и

ϕ∆

позволяет определить потери в

заданной области волновода.

Если в волноводе распространяется несколько мод, то вывод света проис-

ходит для каждой определенной моды под своим определенным углом. В связи

с данной особенностью призменные элементы связи могут быть использованы

в качестве приборов для анализа относительной мощности каждой из волно-

водных мод.

Одним из недостатков призменных элементов связи, является то, что

п

n

должен быть больше не только

1

n

, но и

2

n

. Вследствие того, что показатель

преломления

2

n

волновода близок к показателю преломления

3

n

подложки:

(

)

2 0

2

n

kn

m

λπ= ≈β

,

(3.13)

и так как

1

sin

≤ϕ

m

, то из (3.5) и (3.13) следует, что

2 п

n п

>

. В случае стеклян-

ных волноводов с показателем преломления

5,1~

сравнительно легко подоб-

рать материал для призмы с

2 п

n п

>

. Однако для полупроводниковых волново-

дов, материалы которых обычно имеют значение показателя преломления

43~

÷

, подбор материала для призмы затруднен.

Другим недостатком призменных элементов связи является то, что па-

дающий пучок должен быть очень хорошо коллимирован из-за острой зависи-

мости эффективности связи для определенной моды от угла. По этой причине

призменные элементы связи нельзя эффективно использовать в сочетании с по-

лупроводниковыми лазерами, которые дают пучки с угловой шириной расхо-

димости излучения

°

10

-

°

20

.

Призменные элементы связи достаточно хорошо подходят для проведе-

ния исследований в лабораторных условиях, где требуется большая маневрен-

ность относительно положения падающего пучка излучения. Однако необхо-

димо постоянное механическое давление для удержания призмы на месте, что

делает их менее полезными при наличии вибраций и изменений температуры.