Порядок выполнения работы

1. С помощью прижимного устройства прижать пленку твердого раствора H_xLi_1-xNbO₃, сформированного методом ионообменного замещения на поверхности пластины кристалла ниобата лития LiNbO₃, к основанию призмы.

2. Включить лазер.

3. Путем вращения столика гониометра и регулированием прижима пластины к призме добиться наблюдения на экране темных m-линий.

4. Сузив щелевую диафрагму вращаем гониометрического столика, добиться появления нулевой m-линии в середине отраженного (наблюдаемого на экране) пучка. Записать угловой показание гониометра ₀. Повторить операцию для мод с другими номерами и записать величины _m.

5. Вращением столика гониометра совместить на экране падающий на призму и отраженный от ее боковой грани пучки. Для обеспечения большей точности измерений ширину щелевой диафрагмы подбирают таким образом, чтобы в середине пятна из-за дифракции Фраунгофера появлялась темная полоса. После совмещения этих полос в падающем и отраженном пучках записывают угловое показание гониометра _N, соответствующее нормали к грани призмы. Углы возбуждения квазиволноводных мод рассчитываются как _m = _m - _N.

6. Показатель преломления призмы известен точно, однако преломляющий угол в силу неплоскостности граней может меняться. Для устранения неточностей пользуются следующим приемом. Измеряют углы резонансного возбуждения образца, для которого эффективные показатели преломления известны (тестовый образец). Из N_m=n_psin[ ] определяют угол . Далее по выражению (4) рассчитываются эффективные показатели преломления мод N_m исходного образца.

7. Расчет показателя преломления и толщины пленки по данным измеренных эффективных показателей преломления (длина волны излучения He – Ne лазера в вакууме =0,633 мкм).

8. По известной зависимости показателя преломления от состава твердого раствора H_xLi_1-xNbO₃ (см. рис.4.) определить состав X.

Контрольные вопросы

1. Опишите принцип метода волноводно-оптических измерений.

2. Выведите дисперсионное уравнение в случае волноводного распространения света.

3. Дайте определение волноводной моды.

4. Какова погрешность определения показателя преломления и толщины пленок?

5. Каков диапазон возможных измеряемых эффективных показателей преломления в планарном волноводе?

6. Как отразится увеличение (уменьшение) толщины пленки на модовом спектре (увеличится или уменьшится число наблюдаемых мод)?

7. Как отразится увеличение показателя преломления пленки на модовом спектре?

8. Какие бывают типы поляризации волноводных мод? В чем их отличие?

n

2 ,37

2 ,35

2 ,33

Фаза

2 ,31

2 ,29

2 ,27

2 ,25

Фаза

2 ,23

2 ,21

Х

0 0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 0,7 0,8

Рис.4. Зависимость показателя преломления необыкновенного луча от состава твердого луча от состава твердого раствора H_xLi_1-xNbO_3.

Литература

1. Х.-Г. Унгер, «Планарные и волоконные оптические волноводы», М., «Мир», 1980,с.656

2. Волоконно-оптическая техника, под ред. Дмитриева С.А. и Слепова Н.Н., Москва: Издательство “Connect”, 2000.- 376 c.

3. М. Адамс, «Введение в теорию оптических волноводов», М., «Мир», 1984, стр.512.

Лабораторная работа № 4

СПЕКТРАЛЬНЫЕ СВОЙСТВА ВОЛОКОННЫХ БРЭГГОВСКИХ РЕШЁТОК

Цель работы. Изучение лабораторной установки для записи волоконных брэгговских решеток показателя преломления в схеме с интерферометром Ллойда. Измерение резонансной длины волны и спектральной ширины брэгговской полосы. Вычисление коэффициентов отражения и затухания из экспериментальных данных.

Приборы и принадлежности Лабораторная установка для записи волоконных брэгговских решеток, суперлюминесцентный диод COVEGA SLED 1005-COS, блок питания постоянного тока Б5-47, оптический спектроанализатор ONDO, стандартное одномодовое оптическое волокно, одномодовое оптическое волокно с записанной брэгговской решеткой.