Введение
1. Интегральная оптика, материалы, процессы изготовления интегрально-оптических устройств и их моделирование 13
1.1. Интегральная оптика как раздел оптоэлектроники 13
1.2. Базовые материалы интегральной оптики, основные методы получения волноводных структур 14
1.2.1. Монокристаллы активных диэлектриков 18
1.2.2. Полупроводниковые материалы 21
1.2.3. Ниобат и танталат лития 22
1.3. Моделирование процессов изготовления интегрально-оптических элементов и их функционирования 24
1.3.1. Восстановление профиля показателя преломления в градиентных пленарных световодах 25
1.3.1.1. Метод модовой спектроскопии 25
1.3.1.2. Алгоритмы восстановления профиля показателя преломления 27
1.3.2. Моделирование профиля показателя преломления ионообменных канальных световодов
1.3.3. Модовый анализ 38
1.3.3.1. Метод конечных разностей в модовом анализе 39
1.3.3.2. Метод конечных элементов в модовом анализе 40
1.3.4. Моделирование распространения световой энергии 42
Выводы по 1-й главе 49
2. Метод восстановления профиля показателя преломления градиентных планарных световодов на основе функции Гаусса 50
2.1. Градиентные планарные оптические волноводы 50
2.2. Применение обобщённой функции Гаусса 52
2.3. Методика восстановления профиля показателя преломления градиентных пленарных световодов 54
2.3.1. Схема расчёта в случае известного значения показателя преломления на поверхности световода 55
2.3.1.1. Тестовые вычисления и устойчивость схемы расчёта в случае известного значения показателя преломления на поверхности 58
2.3.2, Схема расчёта в случае если значение показателя преломления на поверхности световода не задано 60
2.3.2.1. Графики функции невязки при поиске оптимальных параметров 63
2.4. Примеры восстановления профиля показателя преломления в градиентных пленарных световодах 67
Выводы по 2-й главе 70
3. Кинетика формирования а-фазных протонообменных световодов в кристаллах ниобата лития 71
3.1. Особенности получения световодов в ниобате лития 71
3.2. Подготовка образцов и методы их исследования 73
3.3. Экспериментальные результаты и их обсуждение 74
3.3.1. Определение эффективных коэффициентов диффузии 77
3.3.2. Ионообменное равновесие 78
3.4. Особенности процесса мягкого протонного обмена 83
Выводы по 3-й главе 87
4. Разработка метода расчета профиля показателя преломления ионообменных канальных световодов и моделирование распространения световой энергии 88
4.1. Актуальность и особенности решения задачи расчета профиля показателя преломления ионообменных канальных световодов 88
4.1.1. Концентрационно-зависимая диффузия 89
4.1.2. Связь между концентрацией протонов и показателем преломления 90
4.2. Метод расчёта профиля показателя преломления ионообменных канальных световодов 92
4.3. Разработка проіраммного модуля расчета профиля показателя преломления ионообменных канальных световодов 98
4.4. Примеры расчётов с использованием разработанного программного обеспечения 104
4.5. Оптимизация топологии Y-разветвителя 109
Выводы по 4-й главе 116
