УДК: 681.7.06, 681.7.068.4

Применение метода В-сплайнов для расчета интегрально-оптического Х-разветвителя, изготовленного методом диффузии титана в подложку из ниобата лития

Полный текст на elibrary.ru

Публикация в Journal of Optical Technology

Ссылка для цитирования:

Дейнека Г.Б., Серебрякова В.С. Применение метода В-сплайнов для расчета интегрально-оптического Х-разветвителя, изготовленного методом диффузии титана в подложку из ниобата лития // Оптический журнал. 2011. Т. 78. № 2. С. 90–96.

Deyneka G.B., Serebryakova V.S. Using the method of B splines to design an integrated-optics X splitter fabricated by diffusing titanium into a lithium niobate substrate [in Russian] // Opticheskii Zhurnal. 2011. V. 78. № 2. P. 90–96.

Ссылка на англоязычную версию:

G. B. Deĭneka and V. S. Serebryakova, "Using the method of B splines to design an integrated-optics X splitter fabricated by diffusing titanium into a lithium niobate substrate," Journal of Optical Technology. 78(2), 151-155 (2011). https://doi.org/10.1364/JOT.78.000151

Аннотация:

Приведена универсальная методика расчета параметров канальных оптических волноводов. В качестве алгоритма предложен метод конечных элементов с применением эрмитового набора В-сплайнов. Проведен расчет канального титан-диффузионного оптического волновода на подложке из монокристалла ниобата лития. Представлены результаты численного моделирования распространения излучения предлагаемым методом в разветвителе Х-типа, изготовленном по технологии диффузии титана. Показано, что методика В-сплайнов позволяет рассчитывать волноводы с произвольным профилем показателя преломления и различной геометрией построения световодной структуры. Полученные результаты моделирования хорошо согласуются с данными опытного образца X-разветвителя.

Ключевые слова:

канальный волновод, Х-разветвитель, профиль показателя преломления, диффузия титана, метод конечных элементов, В-сплайны

Коды OCIS: 230.3120, 230.7020, 230.1360, 160.3130

Список источников:

1. Franco M. A. R., Passaro A., Neto F.S. Modal Analysis of Anisotropic Diffused-Channel Waveguide by a Scalar Finite Element Method // IEEE Transactions on Magnetics. 1998. V. 34. № 5. P. 2783–2786.
2. Franco M. A. R., Vasconcellos L.C., Machado J.M. Coupling efficiency between optical fiber and Ti:LiNbO3 channel waveguide // Telecommunications. 2004. V. 07. № 01. P. 54–59.

3. Koshiba M., Saitoh H., Eguchi M., Hirayama K. Simple scalar finite element approach to optical rib waveguide // IEEE Proc.-J. 1992. V. 139. № 2. P. 166–171.
4. Rahman B.M.A., Davies J.B. Finite-Element Solution of Integrated Optical Waveguides // J. of lightwave technology. 1984. V. LT-2. № 5. P. 682–687.
5. Fouchet S., Carenco A., Daguet C. Wavelength dispersion of Ti induced refractive index change in LiNbO3 as a function of diffusion parameters // J. of Lightwave Technology. 1987. V. LT-5. № 5. P. 700–707.
6. Mabaya N., Lagasse P.E., Vandenbulcke P. Finite element analysis of optical waveguide // IEEE Transaction on Microwave Theory and Techniques. 1981. V. MTT-29. № 6. P. 600–605.
7. Popescu V.A. Determination of propagation constants in a TiLiNbO3 optical waveguide by using finite element and variational methods // Opt. Com. 2005. V. 250. P. 274–279.
8. Wachter C., Palme M., Schreiber P. Applications of standard BPM algorithms // Proc. SPIE. 1997. V. 2997. P. 220–231.
9. Stern M.S. Semivectorial polarized finite difference method for optical waveguide with arbitrary index profile // IEEE Proc.-J, Optoelectron. 1988. V. 135. P. 56–63.
10. Rahman B.M.A., Davies J.B. Vector-H finite elemet solution of GaAs/GaAlAs rib waveguide// IEEE Proc.-J, Optoelectron. 1985. V. 132. P. 349–353. 11. Zh. Cao, Li Zhan, Y. Chen. Improved WKB method // Proc. SPIE. 1996. V. 2891. P. 289–295.
12. Chakraborty R., Biswas J.C., Lahiri S.K. Analysis of directional coupler electro-optic switches using effective-index-based matrix method // Opt. Com. 2003. V. 219. P. 157–163.
13. Марчук Г.И., Агошков В.И. Введение в проекционно-сеточные методы. М.: Наука, 1981. 254 с.
14. Дейнека Г.Б. Применение эрмитового базиса В-сплайнов для решения двухатомных молекулярных задач методом Хартри–Фока–Дирака // Опт. и спектр. 1998. Т. 84. № 2. С. 198–203.
15. Deineka G.B. 2D model of H+ and H(1s) collision: application to charge transfer // International Journal of Quantum Chemistry. 2006. V. 106. № 10. P. 2262–2267.
16. Тамир Т. Волноводная оптоэлектроника. М.: Мир, 1999. 574 с.
17. Lefèvre H. The Fiber–Optic Gyros. Artech House, 1993. 313 p.
18. Серебрякова В.С. Оптимизация параметров изготовления интегрально-оптических элементов для волоконно-оптических гироскопов // Научно-технический вестник СПбГУ ИТМО. 2008. В. 49. СПб.: СПБГУ ИТМО. С. 42–53.
19. Lifante Gin′es. Integrated photonics: Fundamentals. Wiley&Sons Ltd, 2003. 198 p.
20. Bonche P., Koonin S., Negele J. W. One-dimensional nuclear dynamics in the TDHF approximation // Phys. Rev. 1976. V. 13. P. 1226–1258.
21. Press W.H., Teukolsky S.A., Vetterling W.T., Flannery B.P. Numerical Recipes in Fortran77: The Art of Scientific Computing. N.-Y.: Cambridge University Press, 1996. 277 p.