Методы ввода и вывода излучения для тонкопленочного волновода.

Весьма малая толщина пленки мкм) создает определенные трудности как для ввода излучения в пленку, так и для вывода излучения из пленки. Широко применяются два метода ввода (вывода) излучения: призменный и дифракционный.

В призменном (туннельном) методе используется трехгранная призма, располагаемая над пленкой таким образом, чтобы между основанием призмы и поверхностью пленки существовал небольшой зазор толщиной А порядка долей длины волны излучения Для ввода

Рис. 2.97

излучения в пленку исходный коллимированный световой пучок направляют на призму так, чтобы он испытывал полное внутренее отражение от ее основания (рис. 2.97, а). Известно, что при полном внутреннем отражении поле отражающегося светового луча проникает за отражающую поверхность на расстояние порядка долей длины волны (рис. 2.97, б). Используя это явление, можно реализовать эффективную передачу световой энергии из призмы в пленку (или в обратном направлении).

В дифракционном методе на участки пленки вблизи ее концов наносят фазовую дифракционную решетку, период которой согласован с длиной волны излучения. Ввод (вывод) излучения основан в данном случае на явлении дифракции.

На рис. 2.98 представлены в упрощенном виде схемы с применением призменного (а) и дифракционного (б) методов ввода и вывода излучения. Здесь 1 — тонкая пленка, 2 — подложка, 3 — входное излучение (излучение, вводимое в пленку), 4 — выходное излучение (излучение, выводимое из пленки). В обоих случаях контакт внешнего излучения и излучения внутри пленки происходит на относительно большой длине Это обстоятельство предопределяет (при условии согласования угла падения входного излучения с углом соответствующей волноводной моды) достаточно высокую эффективность передачи световой энергии, превышающую 50% (эффективность призменного метода может достигать даже 80-90%).

Анализ различных методов ввода и вывода излучения в случае тонкопленочных волноводов проводится, в

Рис. 2.98

Рис. 2.99

частности, в [73, 75]. Ниже остановимся немного подробнее на призменном методе.