Физическая энциклопедия - интегральная оптика

раздел совр. оптики, осн. задачей к-рого явл. изучение и использование особенностей генерации, распространения и преобразования световых волн в тонких слоях прозрачных материалов, а также разработка принципов и методов создания и интеграции оптич. и оптоэлектронных волноводных элементов, способных эффективно управлять световыми потоками.

И. о. возникла в 70-х гг. 20 в. Важнейшими элементами И. о. явл. тонкоплёночные и диффузные диэлектрич. микроволноводы, образующиеся за счёт резкого или плавного изменения показателя преломления среды. Они изготовляются путём напыления тонких плёнок на подложки из материала с более низким показателем преломления, а также с помощью диффузии, ионной имплантации, эпитаксиального наращивания и др.

методами. Локализация световых потоков в оптич. микроволноводах, имеющих толщину порядка длины световой волны, приводит к ряду эффектов, не имеющих аналогов в обычной оптике, использующей, как правило, световые пучки с поперечными размерами, значит. превышающими длину волны. В оптич. микроволноводах осуществляется волноводный режим (см. ВОЛНОВОД), т. е. распространяется поверхностная световая волна. Это приводит к таким эффектам, как существование собств. волноводных мод с дискр. спектром фазовых скоростей; изменение эфф. показателя преломления среды с изменением геом. размеров микроволноводов; концентрация световой энергии на большом протяжении без дифракц. расходимости; возможность фазового синхронизма волн разл. частот в изотропном материале; резонансная связь световых потоков неск. волноводов и т. п. Эти волноводные эффекты дают возможность реализовать на единой подложке конструкции интегр. оптич. схем из отд. волноводных элементов, таких, как тонкоплёночные генераторы, модуляторы и дефлекторы света, частотные фильтры, направленные ответвители и др. Интегр. оптич. схемы позволяют также на неск. порядков снизить мощность, необходимую для электронного управления световыми потоками.

Существ. роль в создании интегр. оптич. схем играют ПП структуры с гетеропереходами. И. о. расширяет функциональные возможности оптич. и оптоэлектронных устройств, открывает широкие перспективы для их миниатюризации, позволяет на принципиально новом уровне решать задачи создания оптич. линий связи, систем оптич. обработки информации, быстродействующих ЭВМ.

.