Оптоэлектроника

Оптическое ограничение

Представляется важным оценить количество энергии, эффективно каналируемой или захваченной волноводом между точками 0 и — й. Это количество энергии опи­сывается с использованием коэффициента ограничения в, определяемого как:

Оптическое ограничение

Для того, чтобы ознакомиться с этой концепцией, рассчитаем коэффициент ограничения для моды т симметричного волновода. Благодаря симметрии задачи (9.27) может быть записано в виде:

2j|Ј„(xfdx

Г =1

подпись: г =1

(9.28)

подпись: (9.28)О______

Или с учетом (9.16) и (9.22):

/ «1 V У

Здесь X есть соотношение sin вт /sin вс и мы напоминаем, что Nm есть число допус­тимых мод волновода. Рис. 9.9 представляет изменение коэффициента ограниче­ния для типичного волновода в функции sin вт /sin 0с.

Отметим, что эта последняя величина возрастает с увеличением индекса моды, при этом, как видно из рисунка, максимальным ограничением при минимальном по­рядке моды. Таким образом, ТЕ0 и ТМ0 моды волновода испытывают наиболее эф­фективное волноводное распространение. Этот факт используется при конструирова­нии многих оптоэлектронных приборов (например, лазеров, модуляторов и т. д.)

Естественно, что разработчик волноводов будет предпочитать использование одномодовых волноводов. Ограниченное разложение (9.30я) приводит к крайне полезной аппроксимации для ТЕ0:

^ где D = -^^-д/л,2 - /122 (9.306)

.2 . 2 V

Sin 9С - sin ет I

Г° 2+ D2 ’

(9.30л)

Sin 2 <9

1

= 1

Г =1

1/2

1+^ЛГ

1 + к -

Л

(9.29)

 

ША ) (l + кт& / 2)

 

После чего мы подставим в (9.29) различные геометрические выражения для Лт, Рт и кт, полученные в (9.19) и (9.21), что дает:

 

Оптическое ограничение

Демонстрацию справедливости этого соотношения мы оставляем читателю в качестве задачи.

 

Оптическое ограничение

Толщина, мкм

Рис. 9.9. Сравнение значений коэффициента ограничения в, полученных с исполь­зованием точного метода (9.30а) и аппроксимации (9.30б) для длины волны 1,55 мкм в волноводе на основе Са5Ь/АЮа5Ь, описанного в примере.

 

Оптическое ограничение

Рассмотрим волновод, состоящий из слоя сердцевины на основе GaSb толщиной 0,2 мкм, а также из ограничивающих слоев AlGaSb. Пренебрежем собственной дисперсией этих материалов и примем я, = 3,837 для коэффициента оптического преломления GaSb и п2 = 3,589 для аналогичного параметра Al; GaSb. Числовая апертура NA волновода составляет, таким образом, 1,36. Число мод на длине волны

1, 55 мкм дается (9.6) и составляет N= Int(2 х 0,2 х 1,36/1,55) +1 = 1. Таким обра­зом, рассматриваемый волновод является одномодовым, и мы можем использовать выражение (9.306) для определения коэффициента ограничения для ТЕ0-моды в волноводе. При этом мы получаем D = 1,10 и Г0 = 0,38.

Программа MATHEMATICA, приведенная ниже, позволяет сравнить значения коэффициентов ограничения, полученные с использованием точного метода (9.30я) и аппроксимации (9.306) применительно к описанной выше системе. Полученные таким образом результаты иллюстрируются рис. 9.9 и они подтверждают действен­ность аппроксимации (9.30б).

Lamda=1.55;t=.

N1=3.837;n2=3.589;ON=Sqrt{nr2-n2-2};

Ninit=(n1+n2)/2;

K=2*N[Pi]/Lambda;

Bet=2*N[Pi]*neff/Lambda;alpha=Sqrt[(n‘T2*k''2-Ber2)];

Kappa=Sqrt[(-n2''2*k''2+Bet''2)];

Fct=Tan[alpha*t]-2*kappa*alpha/(alpha''2-kapa~2);

Tab=Table[{,sol=FindRoot[fct,{neff, ninit}];

Gamma=Abs[1 -(n1 ~2-nefr2)/(n1 ~2-r2"2)/

(1+k*t/2*Sqrt[nefT2-n2])/.sol},{t,.01 ,.4,01}];

Plot1=ListPlot[tab]

Dis=2*N[Pi]*t*ON/Lambda;

Plot2=Plot[dis''2/(2+dis~2),{t,0,4}]

Show[plot1,plot2]

Оптоэлектроника

Приобретаем- купить осциллограф, тепловизоры, источники питания

Тепловизионные камеры. Тепловизоры testo - полупроводниковые приборы, наделённые возможностью наблюдать тепловое либо световое излучение. Тепловизор flir на собственном мониторе изображает оранжевыми, красными и желтыми цветами объекты, источающие тепло, но прохладные …

Конкуренция мод: перекрестные модуляторы

В дополнении 11.Д мы видели, что вблизи порога полупроводниковый лазер может генерировать в многомодовом режиме несмотря на то. что усиливающая среда яв­ляется однородной. При достаточно сильном возбуждении настолько выше порога, …

Униполярные квантово-каскадные лазеры

Одной из характерных особенностей полупроводниковых лазерных диодов являет­ся то, что в прямо смещенном диоде принимают участие два типа носителей (элек­троны и дырки). Это делает традиционные лазерные диоды биполярными приборами. Существует …

Как с нами связаться:

Украина:
г.Александрия
тел./факс +38 05235  77193 Бухгалтерия
+38 050 512 11 94 — гл. инженер-менеджер (продажи всего оборудования)

+38 050 457 13 30 — Рашид - продажи новинок
e-mail: msd@msd.com.ua
Схема проезда к производственному офису:
Схема проезда к МСД

Партнеры МСД

Контакты для заказов шлакоблочного оборудования:

+38 096 992 9559 Инна (вайбер, вацап, телеграм)
Эл. почта: inna@msd.com.ua

За услуги или товары возможен прием платежей Онпай: Платежи ОнПай