Стр. 70 - ИНТЕГРАЛЬНАЯ ОПТИКА

И Н Т Е Г Р А Л Ь Н А Я О П Т И К А

70

5.3. Электрооптические модуляторы, использующие

отражение излучения

Модулятор на эффекте полного внутреннего отражения представлен на

рис. 5.5. Устройство состоит из четырех расширяющихся плавных оптических

волноводов, которые образуют входы и выходы модулятора. В месте пересече-

ния волноводов нанесены два управляющих электрода.

θ

i

d

D

Область II

θ

i

Плоский волновод

(области I и III)

Параллельные

электроды

Канальный волновод

Ответвитель

Падающий

свет

Отраженный

свет

Прошедший

свет

z

x

Вх

1

Вых

3

Вх

2

Вых

4

L

Рис. 5.5

В отсутствие напряжения на электродах, пучок света, входящий через

вход

1

Вх

(или

2

Вх

), не испытывает преломления и будет свободно проходить

через выход

4

Вых

. Если область пересечения волноводов тщательно спроекти-

рована и изготовлена для сведения к минимуму рассеяния и преобразования

света, то на выходе

3

Вых

световой сигнал будет крайне слабым. При подаче

напряжения надлежащей полярности показатель преломления в области между

двумя электродами уменьшается, и создаются условия полного внутреннего от-

ражения на границе между областями с разными эффективными показателями

преломления, обеспечивая частичное (или полное) переключение света на вы-

ход

3

Вых

. Это все равно, как если бы на месте электродов вставлялось обычное

зеркало. Для устройства, показанного на рис. 5.5, критический угол падения,

при котором наблюдается явление полного внутреннего отражения определяет-

ся формулой

( )

(

)

[

]

dV rn

с

/

2/1 1 arcsin

33

2

1

−

=θ

,

(5.14)

где

1

n

– эффективный показатель преломления материала вне области электри-

ческого поля;

d

– расстояние между электродами;

33

r

– элемент электроопти-

ческого тензора;

V

– величина приложенного напряжения.