Федеральное агентство связи Федеральное государственное образовательное бюджетное учреждение высшего профессионального образования ПОВОЛЖСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ ТЕЛЕКОММУНИКАЦИЙ И ИНФОРМАТИКИ ЭЛЕКТРОННАЯ БИБЛИОТЕЧНАЯ СИСТЕМА Самара ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО СВЯЗИ Федеральное Государственное Образовательное Бюджетное Учреждение Высшего Профессионального Образования «Поволжский государственный университет телекоммуникаций и информатики» Кафедра физики КОНСПЕКТ ЛЕКЦИЙ ПО УЧЕБНОЙ ДИСЦИПЛИНЕ МАТЕРИАЛЫ И ТЕХНОЛОГИИ ИНТЕГРАЛЬНОЙ ОПТИКИ (ИНФОКОММУНИКАЦИОННЫХ СИСТЕМ) по направлениям подготовки: 210700 – Инфокоммуниикационные технологии и системы связи, 200700 – Фотоника и оптоинформатика Самара 2011 2 УДК 621.537 Глущенко А.Г., Глущенко Е.П. <...> Материалы и технологии интегральной оптики инфокоммуникационных систем. <...> В курсе лекций рассмотрены: физические свойства основных материалов, применяемых в оптике, их параметры и методы изготовления, основные типы элементов интегральной оптики и нанооптики и основы работы функциональных элементов интегральной нанооптики, основные методы производства элементов интегральной оптики, интегрально-оптические устройства. <...> ЭиА: ФГОУ ВПО ПГУТИ Федеральное Государственное Образовательное Бюджетное Учреждение Высшего Профессионального Образования «Поволжский государственный университет телекоммуникаций и информатики» Глущенко А.Г., Глущенко Е.П., 2011 3 Список сокращений ВОЛС – волоконно-оптическая линия связи, ВЧ – высокочастотный, ЖИГ – железоиттриевые гранаты, ЗУ – запоминающее устройство, ИК – инфракрасный, ИО – интегральная оптика, ОИС – оптическая интегральная схема, НС – неорганическое стекло, ЛК – лѐгкие кроны, ЛФ – лѐгкие флинты, МО – магнитооптические, ОВ – оптическое волокно, ПОВ – пластиковое оптоволокно, РЗ – редкоземельные, СТК – сверхтяжѐлые кроны, СТФ – сверхтяжѐлые флинты, ТКР – температурный коэффициент расширения <...>
Материалы_и_технологии_интегральной_оптики_инфокоммуникационных_систем_Конспект_лекций.pdf
УДК 621.537
Глущенко А.Г., Глущенко Е.П.
Материалы и технологии интегральной оптики инфокоммуникационных систем.
Конспект лекций. Самара: ФГОУВПО ПГУТИ, 2011. – 269 с.
В курсе лекций рассмотрены: физические свойства основных материалов, применяемых
в оптике, их параметры и методы изготовления, основные типы элементов
интегральной оптики и нанооптики и основы работы функциональных
элементов интегральной нанооптики, основные методы производства элементов
интегральной оптики, интегрально-оптические устройства. Учебное пособие
предназначено для студентов вузов, обучающихся по направлениям 210700
– Инфокоммуниикационные технологии и системы связи, 200700 – Фотоника и
оптоинформатика и может быть полезно для студентов и специалистов по волоконной
и интегральной оптике.
Рецензент: д.ф.м.н., Арефьев А.Н., проф. каф. ЭиА: ФГОУ ВПО ПГУТИ
Федеральное Государственное Образовательное Бюджетное Учреждение
Высшего Профессионального Образования «Поволжский государственный
университет телекоммуникаций и информатики»
Глущенко А.Г., Глущенко Е.П., 2011
3
Стр.3
тике, которые связаны с появлением новых классов оптических материалов:
метаматериалов, фотонных кристаллов, плазмонных структур, наноматериалов.
Тематика нанооптики и фотонных кристаллов весьма актуальна в настоящее
время в научной литературе и электронных средствах информации, однако в
учебной литературе отсутствует. В настоящем курсе лекций этот пробел частично
восполняется: описаны свойства оптических материалов интегральной
оптики, физические основы интегральной технологии фотоники, функциональных
элементов интегральной оптики, методы технологии производства материалов
и устройств интегральной оптики. Задача данного курса – введение в
современное состояние интегральной оптики, описание важных результатов исследований.
Из-за ограниченного объема вопросы истории и приоритетов остались
за рамками курса. Приводятся необходимые сведения об основных типах,
свойствах и параметрах материалов, используемых в интегральной оптике; рассмотрены
физические принципы работы оптических устройств и технологии их
изготовления. В учебное пособие включено достаточно большое число сведений
справочного характера, полезных для проведения расчетов, доступных в
электронных системах информации.
Целью курса является формирование у студентов знаний, умений и навыков в
областях: физических свойств материалов интегральной оптики, характеристик
и технологии их синтеза, технологии производства функциональных элементов
и схем интегральной оптики. Кроме того, студенты должны знать современное
состояние интегральной оптики и основные перспективы направления еѐ развития.
СОДЕРЖАНИЕ
Список
сокращений……………………………………………………………..
Предисловие………………………………………………………………………
ЧАСТЬ 1. МАТЕРИАЛЫ ИНТЕГРАЛЬНОЙ ОПТИКИ ………………
Лекция 1. Интегральная оптика. Фотонные интегральные
схемы
……………………………………………………..
Лекция 2. Оптические стекла……………………………………….
Лекция
3. Кристаллы
…………………………………………………
Лекция 4. Жидкие кристаллы……………………………………….
Лекция
5. Метаматериалы, фотонные кристаллы……………
Лекция
6. Полупроводники, магнетики…………………………...
3
4
6
6
15
43
57
62
79
94
106
5
Стр.5
Лекция 7. Металлооптика……………………………………………
Лекция
8. Материалы нанооптики…………………………………
ЧАСТЬ
2. ВОЛНОВОДЫ И ЭЛЕМЕНТЫ ИНТЕГРАЛЬНОЙ
ОПТИКИ
………………………………………………………………
Лекция 9. Волноводы интегральной оптики
……………………
Лекция 10. Волноводы и устройства на фотонных
кристаллах ……………………………………………….
Лекция 11. Наноплазмоника………………………………………..…
Лекция 12. Элементы наноэлектроники и нанооптики…..……
ЧАСТЬ 3. ТЕХНОЛОГИИ ПРОИЗВОДСТВА ИНТЕГРАЛЬНОЙ
ОПТИКИ
……………………………………………….……………..
Лекция 13. Основы технологии выращивания пленок…….……
Лекция
14. Методы изготовления волноводов интегральной
оптики
…………………………………………………….
Лекция 15. Методы изготовления фотонных кристаллов……
Лекция
16. Методы технологии изготовления элементов
интегральной
оптики…………………………………..
Краткий
словарь терминов
……………………………………………….……
Список основной и дополнительной литературы …………
Приложение 1. Этапы процесса изготовления волноводных структур
Приложение
2. Методы выращивания монокристаллов
………………… Приложение 3. Фотонные кристаллы – оптические
сверхрешетки – световоды
…………………………….…
Приложение 4. Оптические наноантенны
………………………………..…
Часть 1. МАТЕРИАЛЫ ИНТЕГРАЛЬНОЙ ОПТИКИ
Лекция 1
ИНТЕГРАЛЬНАЯ ОПТИКА. ФОТОННЫЕ ИНТЕГРАЛЬНЫЕ СХЕМЫ
Требования к материалам и к компонентам интегрально-оптических схем,
классификация материалов интегральной оптики
6
250
256
258
260
264
267
170
170
205
221
235
114
114
123
151
159
Стр.6