Канальные волноводы

Оптические волноводы на основе LiNb03, с примесью титана для увеличения показателя преломления кристалла широко применяются в интегрально-оптических приборах. Они изготавливаются стандартным методом обратной фотолитографии. На подложку из LiNb03 наносится фотошаблон; сверху производится электронно-лучевое напыление слоя титана; фоторезист удаляется растворителем и остается рисунок волновода, прорисованный слоем титана; затем осуществляется спекание и под воздействием высокой температуры титан диффундирует в подложку. В результате такого процесса формируется переменный профиль распределения показателя преломления, который достигает максимума на поверхности, примерно на 0,1% превышая объемное значение, и глубиной диффузии в несколько микрон.

Так же как в случае объемных модуляторов, значение Vn обратно пропорционально отношению L/d. Однако, поскольку не происходит расхождения пучка, значение отношения L/d может достигать 1000 и соответственно значение Vn может составлять несколько вольт по сравнению с минимальным значением 50 В для объемных устройств. В частности, для фазового модулятора на основе Ы1ЧЬОз с канальным волноводом, работающего на длине волны 1,3 мкм, используя электрооптический коэффициент гзз, при d = 8 мкм и Г = 0,5 произведение VL составляет ~ 70 В мм, при условии что приложенное вдоль оси z электрическое поле взаимодействует с поляризованным (ТЕ) оптическим полем. Однако, как и в случае объемных модуляторов, необходим компромисс между управляющим напряжением и шириной полосы частот модуляции.

Важно отметить, что характеристики фазовых модуляторов с канальным волноводом часто зависят от поляризации. Например, в фазовом модуляторе на основе LiNb03, описанном выше, при ТЕ-поляризации используется коэффициент Г33. При фазовой модуляции излучения с ТМ-поляризацией используется меньший электрооптический коэффициент пз, в результате чего значение произведения УЖЬ становится ~ 210 В мм.

Следовательно, чтобы получить вполне определенную фазовую модуляцию, часто необходимо управлять входной поляризацией. Для этого в волоконно-оптических системах следует использовать волокна, сохраняющие поляризацию. Устройства, не зависящие от поляризации, также могут быть реализованы при соответствующих ориентациях кристалла и конфигурациях электродов, и, хотя у них обычно значение произведения больше, во многих приложениях их использование предпочтительнее.