УДК: 621.372.8

Модификация методики определения максимального показателя преломления в градиентном волноводе

Полный текст на elibrary.ru

Публикация в Journal of Optical Technology

Ссылка для цитирования:

Свистунов Д.В. Модификация методики определения максимального показателя преломления в градиентном волноводе // Оптический журнал. 2015. Т. 82. № 1. С. 3–8.

Svistunov D.V. Modification of a technique for determining the maximum refractive index in a gradient waveguide [in Russian] // Opticheskii Zhurnal. 2015. V. 82. № 1. P. 3–8.

Ссылка на англоязычную версию:

D. V. Svistunov, "Modification of a technique for determining the maximum refractive index in a gradient waveguide," Journal of Optical Technology. 82(1), 1-5 (2015). https://doi.org/10.1364/JOT.82.000001

Аннотация:

Представлена методика расчета максимума поперечного распределения показателя преломления в асимметричном планарном волноводе по измеренному спектру мод. Предложено дополнительно рассмотреть условный симметричный волновод, считая, что ветви его профиля образованы искомым профилем анализируемого волновода и его зеркальным отображением относительно поверхности образца. В этом случае, согласно свойствам планарных волноводов, измеренный спектр мод асимметричного волновода соответствует спектру нечетных мод такого симметричного волновода. Экстраполяция спектров мод обоих волноводов в область отрицательных порядков и сдвиг одного спектра вдоль оси порядков мод на 0,25 позволяют получить в точке пересечения построенных кривых значение максимального показателя преломления в волноводе. Показано, что разработанная методика способна обеспечить более низкий уровень ошибок, чем традиционные расчетные методы.

Ключевые слова:

планарные волноводы, спектр мод, профиль показателя преломления

Коды OCIS: 230.7390, 130.0130, 160.3130, 120.3940

Список источников:

1. Linares J., Prieto X., Montero C. A novel refractive index profile for characterization of nonlinear diffusion processes and planar waveguides in glass // Optical Materials. 1994. V. 3. № 4. P. 229–236.
2. Lipovskii A.A., Svistunov D.V., Tagantsev D.K., Zhurihina V.V. Diffusion nonlinearity in aluminum-boron silicate glasses for ion-exchanged GRIN structures: A simple technique to evaluate diffusion nonlinearity of glasses // Optical Materials. 2006. V. 28. № 3. P. 276–284.
3. Ctyroky J., Janta J., Schrofel J. Refractive-index profile measurement of highly multimode planar waveguides by guided-beam tracking // Optics Letters. 1982. V. 7. № 11. P. 552–554.
4. Goring R., Rothhardt M. Application of the refracted near-field technique to multimode planar and channel waveguides in glass // J. Optical Communications. 1986. V. 7. № 3. P. 82–85.
5. Steffen J., Neyer A., Voges E., Heckling N. Refractive index profile measurement techniques by reflectivity profiling: vidicon imaging, beam scanning and sample scanning // Applied Optics. 1990. V. 29. № 30. P. 4468–4472.
6. Ramadan W.A., Fazio E., Bertolotti M. Measurement of the refractive-index profile of planar waveguides by the use of a double Lloyd’s interferometer // Applied Optics. 1996. V. 35. № 31. P. 6173–6178.
7. Fontaine N.H., Young M. Two-dimensional index profiling of fibers and waveguides // Applied Optics. 1999. V. 38. № 33. P. 6836–6844.
8. Jesacher A., Salter P.S., Booth M.J. Refractive index profiling of direct laser written waveguides: tomographic phase imaging // Optical Materials Express. 2013. V. 3. № 9. P. 1223–1232.
9. White J.M., Heidrich P.F. Optical waveguide refractive index profiles determined from measurement of mode indices: a simple analysis // Applied Optics. 1976. V. 15. № 1. P. 151–155.
10. Chiang K.S. Construction of refractive-index profiles of planar dielectric waveguides from the distribution of effective indexes // J. Lightwave Technology. 1985. V. 3. № 2. P. 385–391.
11. Gonella F., Caccavale F., Quaranta A. Secondary ion mass spectrometry applied to the study of ion-exchanged glass waveguides with a few modes // Int. J. Optoelectronics. 1994. V. 9. № 4. P. 359–363.
12. Hertel P., Menzler H.P. Improved inverse WKB procedure to reconstruct refractive index profiles of dielectric planar waveguides // Applied Physics B. 1987. V. 44. № 2. P. 75–80.
13. Xiang F., Chen K.H., Yip G.L. The application of an improved WKB method to the characterization of diluted silver ion-exchanged glass waveguides in the near infrared // Proceedings SPIE. 1992. V. 1794. P. 40–47.
14. Rodriguez J., Fernandez S., Palacios S.L., Crespo R.D., Fernandez J.M., Guinea A., Virgos J.M., Olivares J. Equivalent-optical-waveguide model for the analysis of optical waveguides by means of an asymptotic effective-index method // Applied Optics. 1995. V. 34. № 27. P. 6172–6179.
15. Mathey P., Jullien P. Numerical analysis of a WKB inverse method in view of index profile reconstruction in diffused waveguides // Optics Communications. 1996. V. 122. P. 127–134.
16. Acosta E., Gato L., Perez M.V., Gomez-Reino C. Fit method to determine the refractive index profile of planar surface waveguides // Pure Applied Optics. 1995. V. 4. № 5. P. 485–493.
17. Liao W., Chen X., Chen Y., Xia Y. Index profiling of anisotropic graded-index planar waveguides from effective indices // J. Opt. Soc. Am. A. 2005. V. 22. № 7. P. 1334–1340.
18. Адамс М. Введение в теорию оптических волноводов. М.: Мир, 1984. 512 с.
19. Когельник Г. Теория диэлектрических волноводов // Интегральная оптика / Под ред. Тамира Т. М.: Мир, 1978. С. 27–96.
20. Svistunov D.V. End-fire mode spectroscopy technique of examination of planar waveguides // J. Optics A: Pure and Applied Optics. 2008. V. 10. № 8. P. 085301-1–085301-4.
21. Свистунов Д.В. Использование разностного спектра мод при определении параметров планарных волноводов // Оптический журнал. 2013. Т. 80. № 1. С. 17–23.