Стр. 1 Лазеры в технике связи 1

1.4.5 Оптические микроволноводы

Принцип работы оптического микроволновода основан на малости затухания при распространении поверхностной волны (рисунок 1.12, а). В простейшем виде показан оптический микроволновод, который состоит из тонкой Диэлектрической пленки 1, которая закреплена в поддерживающей системе 2. Микроволновод возбуждается параллельным пучком лучей так, что электрическое поле имеет поляризацию, перпендикулярную пленке. Толщина пленки составляет доли длины волны (около 0,05 мк), а ширина пленки позволяет свободно пропустить весь пучок света, обычно 10 000 длин волн.

Рисунок 1.12 - Типы оптических микроволноводов
Распространяющаяся по пленке мода является плоской поверхностной волной, симметричной средней плоскости пленки. Большая часть энергии идет снаружи пленки и только небольшая ее часть проходит внутри. Поэтому потери в линии сравнительно малы.
В плоскости, перпендикулярной поверхности пленки, микроволновод можно изгибать без существенного увеличения потерь.
В плоскости, параллельной пленке, изгиб можно делать, только применяя скрутки на 90°, так как в этой плоскости волновод за собой «поле не ведет».
Внешнее конструктивное выполнение оптического микроволновода определяется технологическими соображениями. Оболочка не участвует в передаче волн и служит только для защиты и крепления пленки. Существует много способов крепления тонкой пленки. На рисунке 1.12, б показан пленочный волновод, поддерживаемый конфокальной системой линз, где 1 — тонкая пленка, 2 - миниатюрные линзы. Однако подобные структуры имеют большой недостаток изгибы в них могут осуществляться только в одной плоскости На рисунке 1.13, в изображен волновод в виде скрученной пленки. Здесь пленка в виде непрерывной скрутки помещена в гибкую защитную трубу. Такой волновод может иметь изгибы в любой плоскости при условии, что радиус изгиба велик по сравнению с периодом скручивания.
Итак, имеется значительное количество типов световодов и лучеводов, каждый из которых имеет свои достоинства и недостатки.
Основное достоинство световодов — их способность преодолевать неровности, изгибы, недостаток — сравнительно большое затухание.
Лучеводы имеют меньшее затухание, однако они чрезвычайно чувствительны к смещениям грунта, требуют высокоточной юстировки, плохо преодолевают плавные изгибы. Применение автоматической юстировки уменьшает указанные недостатки. Однако при этом значительно возрастает сложность и стоимость системы.