Введение к работе
Актуальность теми. Последние достижения интегральной оптики во многом связаны с использованием канальных волноводов в монокри-кталлах ниобата лития (LiHbOg) н титаннл-фосфата калня (КТЮРОд). Йа основе Т1-диффузных волноводов в LlHb03, обладавших высокими электрооптвческиия и нелинейными свойствами, реализованы различные типы модуляторов света и велинейпооптнческне устройства. Локализация светового потока в канальном волноводе обусловливает существенное снижение управляючих напряжений (<10 В) я расширение полосы частот (>10 ГГц), а также позволяет реализовать интегральноопти-ческив параметрические генераторы света с низким порогом ( 10 мВт) в удвоители частоты лазерного излучения полупроводниковых лазеров (X «0.8 нкм). Применение для целей нелинейной оптики канальных волноводов на основе КТР позволяет реализовать рекордную эффективность генерации второй гармоники (ГВГ) в этой области спектра (>400Х Вт-1см~2), что позволит создать компактные лазерные источники сине-голубого диапазона для систем оптической связи и обработки информации.
В этой связи важной задачей является исследование характеристик волноводов в LiNbO, и КТР.
Цель работы- исследование канальных волноводов в LiNbOg и КТР; соверденствование технологии их изготовления, разработка метода определения структурных параметров одномодовых канальных волноводов и, на основе полученных результатов, исследование нелинейных взаимодействий в них: Черепковского режима генерации второй гармоники в волноводах на основе LiNbO, и нелинейной перекачки излучения в системе связанных канальных волноводов в КТР.
Иаучная новизна и полокения. выноситае на зааиту:.
1.Исследован процесс подавления обратной диффузии Li«0 при формировании волповодного слоя в LillbOg с аспользозаняем. диффузии ТІ. При использовании различных газових сред, в которых проводится диффузия, установлено, что наиболее суцесгвешшу. фактором, влияющий на скорость обратной диффузии, является наличие в атмосфере равновесной концентрации паров LioO.
2.Предложен метод определения структурних параметров одпоно-довых канальных Ті:Ьі11Ь0з-волііоводов. Показано, что модифицированный метод эффективного показателя преломления (ЭПП) позволяет определять структурные параметры канального волновода по распределению интенсивности оптического поля ноды, нзкеряемону в блинней зоне.
3.Предложен способ определения оптических потерь с однокодо-вих канальних волноводах с использованием велноводпого интерферометра Фабри-Перо и одночастотного полупроводникового лазера.
4.Исследован процесс формирования волповодного слоя в кристалле КТР путем ионного обмена из расплавов RbNOg н BafHOg^. Разработан метод изготовления волноводов с глубиной до 50 ккн, калыни (1 дБ/са) оптическими потерями и высокой («10 ИВт/см , Х»0.51 мкн) оптической стойкостью.
5.Исследован процесс ГВГ в Черенковскоы реаные в канальных волноводах различных типов па основе LiHbOg. Показано, что в ионообменных волноводах пирлка фазового синхронизма составляет не менее 50 нм ( =0.8 ихн).
6.Реализована в широком врененном диапазоне нелинейная перекачка излучения в направленной ответвителе на основе канальных Rb:
KtP-волноводов.
Научная я практическая ценность работы.
Проведенные в работе исследования позволяет создавать на основе канальных волноводов в LiHb03 и КТР интегралънооптвческне устройства с оптимальными харакгерясгвкаки. Разработанные методы дмя возиоапость контролировать структурнив параметри, велкчяну омических потерь и оптическую СТОЙКОСТЬ волноводов' прл их изго-?авхенвп. Результаты исследований нелинейных взанмодействк8 позволят реализовать эффективный ренин Черепковской ГВГ з канальных волноводах на основе LIHbOj в нелинейную перекачку излучения в направленном ответвителе на основе КТР.
Апробация работы и публикации.
Основные результаты диссертации докладывались на Кекдупарод-tasx конференциях по келиявйньві явленияи в волноводах 1989 г. (Хьюстон, США) а 1991 г. (Кембридж, Великобритания), Международной конференции по интегральной фотоянке 1990 г. (йонтерой, США), XIV &гкдуиародпой конференции по когерентной п нелинейной оптике 1991 г. (Сапкт-Петербург), а такяе на семинарах отдела "Волоконная оптика" ЙОФ РАИ.
йатерпадк диссертации опубликованы в 12 работах.
Структура п обьеы саботы. Диссертация состоит из ввєдзншї, їрех глав, заключения и списка литературы, вютачаэдего 116 как»е-*овпшій. Обідни обьен диссертации- 122 страницы, количество рисунков- 30, таблиц- 2.
