Стр. 86 - ИНТЕГРАЛЬНАЯ ОПТИКА

И Н Т Е Г Р А Л Ь Н А Я О П Т И К А
86
преобразование, которое соответствует частотному спектру радиосигнала, в ре-
альном времени фиксируется в плоскости фотодетекторов.
Основными характеристиками ОИС-спектроанализатора являются раз-
решение по частоте δf, ширина полосы частот Δf и центральная частота f 0 высо-
кочастотного сигнала, относительная ширина спектра излучения полупровод-
никового лазера δλ/λ. Данные характеристики тесно взаимосвязаны с оптиче-
скими и геометрическими параметрами ОИС: апертурой D, фокусным расстоя-
нием планарной линзы F, линейным размером s фотоприемника в матрице.
Анализ показывает, что линейный размер фотоприемника s должен быть
не меньше дифракционного изображения волноводного пучка в фокальной
плоскости линзы, осуществляющей его Фурье-преобразование, и не должен
превышать линейного смещения фокального пятна, соответствующего мини-
мальному разрешению по частоте δf :
pλF/n* D < s < δfλF/n*va, (6.1)
где v a – скорость ПАВ, p – числовой множитель (обычно 4,1 ≈ p ). Для обеспе-
чения максимальной дифракционной эффективности оптического излучения в
ОВ апертура встречно-штыревого преобразователя должна быть
λΛ ≥ / 2 2 n L , (6.2)
где Λ – длина ПАВ. Угловая расходимость ΔΘ входного волноводного пучка в
планарном ОВ, падающего на фазовую дифракционную решетку, индуциро-
ванную ПАВ, не должна превышать дифракционной расходимости пучка в ОВ:
a / nv f λδ≤∆Θ. (6.3)
Значительное ограничение на разрешение по частоте f δ накладывает мини-
мальный размер фотоприемника s. Показано, что условие (6.3) может быть све-
дено к более простому, которое несложно выполнить на практике Fs / ≤∆Θ
(при s=12 мкм и 44.0 ≤∆Θ мрад). При этом относительная ширина спектра из-
лучения полупроводникового лазера δλ/λ не должна превышать относительного
разрешения δf/f0.
Разработаны, реализованы и исследованы ОИС-спектроанализаторы на
основе ниобата лития Y-среза с разрешением δf=4 МГц в полосе Δf =500 МГц с
центральной частотой f0 =1 ГГц и динамическим диапазоном до 40 дБ. В каче-
стве планарных линз в спектроанализаторах находят применение фокусирую-
щие волноводные элементы различного типа: линзы Лунеберга, геодезические,
дифракционные линзы. Для расширения полосы частот обрабатываемых сигна-
лов используются многоэлементные встречно-штыревые преобразователи ПАВ.
Для уменьшения размеров подложки ОИС предложен трехпроходный
ОИС-спектроанализатор с двумя дифракционными решетками объемного типа
с монотонно изменяющимся периодом. Эти решетки расположены на противо-
положных торцах подложки и выполняют одновременно роль фокусирующих и
спектральных элементов. Данный ОИС-спектроанализатор обеспечивает раз-
решение 4 МГц в полосе 1 ГГц, потребляет мощность до 2 Вт, имеет длину 15 мм.
Для повышения акустооптического качества материала планарного вол-
новода и уменьшения потребляемой мощности волновод на основе ниобата ли-
тия может быть выполнен составным с помощью нанесения на его поверхность