ГОСТ Р 72187.1-2025. Национальный стандарт Российской Федерации. Оптика и фотоника. Оптика интегральная. Часть 1. Оптические волноводы. Термины и определения
Актуально на 02.11.2026.
Как цитировать: "ГОСТ Р 72187.1-2025. Национальный стандарт Российской Федерации. Оптика и фотоника. Оптика интегральная. Часть 1. Оптические волноводы. Термины и определения". ГОСТ Р 72187.1-2025. https://bukva.ai/docs/standart-gost-r-72187-1-2025
(утв. и введен в действие Приказом Росстандарта от 04.07.2025 № 689-ст)
Примечание
Документ введен в действие с 01.01.2026.
Утвержден и введен в действие Приказом Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии от 4 июля 2025 г. № 689-ст
НАЦИОНАЛЬНЫЙ СТАНДАРТ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ
ОПТИЧЕСКИЕ ВОЛНОВОДЫ. ТЕРМИНЫ И ОПРЕДЕЛЕНИЯ
Optics and photonics. Integral optics. Part 1. Optical waveguides. Terms and definitions.
01.040.31
Дата введения 1 января 2026 года
Предисловие
1 РАЗРАБОТАН Обществом с ограниченной ответственностью «Лазеры и оптические системы» (ООО «ЛОС»)
2 ВНЕСЕН Техническим комитетом по стандартизации ТК 296 «Оптика и фотоника»
3 УТВЕРЖДЕН И ВВЕДЕН В ДЕЙСТВИЕ Приказом Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии от 4 июля 2025 г. № 689-ст
4 Настоящий стандарт разработан с учетом основных нормативных положений международного стандарта ИСО 11807-1:2021 «Интегральная оптика. Словарь. Часть 1. Основные термины и обозначения оптических волноводов» (ISO 11807-1:2021 «Integrated optics — Vocabulary. Part 1: Optical waveguide basic terms and symbols», NEQ)
Правила применения настоящего стандарта установлены в статье 26 Федерального закона от 29 июня 2015 г. № 162-ФЗ «О стандартизации в Российской Федерации». Информация об изменениях к настоящему стандарту публикуется в ежегодном (по состоянию на 1 января текущего года) информационном указателе «Национальные стандарты», а официальный текст изменений и поправок — в ежемесячном информационном указателе «Национальные стандарты». В случае пересмотра (замены) или отмены настоящего стандарта соответствующее уведомление будет опубликовано в ближайшем выпуске ежемесячного информационного указателя «Национальные стандарты». Соответствующая информация, уведомление и тексты размещаются также в информационной системе общего пользования — на официальном сайте Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии в сети Интернет (www.rst.gov.ru)
Введение
Установленные в настоящем стандарте термины расположены в систематизированном порядке, отражающем систему понятий в области интегральной оптики, относящихся к оптическим волноводам.
Для каждого понятия установлен один стандартизованный термин.
Не рекомендуемые к применению термины-синонимы приведены в круглых скобках после стандартизованного термина и обозначены пометой «Нрк.».
Термины-синонимы без пометы «Нрк.» приведены в качестве справочных данных и не являются стандартизованными.
В алфавитном указателе данные термины приведены отдельно с указанием номера статьи.
Приведенные определения можно при необходимости изменять, вводя в них производные признаки, раскрывая значения используемых в них терминов, указывая объекты, входящие в объем определяемого понятия. Изменения не должны нарушать объем и содержание понятий, определенных в настоящем стандарте.
В стандарте приведены эквиваленты стандартизованных терминов на английском языке.
В стандарте приведен алфавитный указатель терминов на русском языке, а также алфавитный указатель эквивалентов терминов на английском языке.
Стандартизованные термины набраны полужирным шрифтом, их краткие формы, представленные аббревиатурой, — светлым, синонимы — курсивом.
1 Область применения
Настоящий стандарт устанавливает термины и определения основных понятий в области интегральной оптики, относящихся к оптическим волноводам.
Термины, установленные настоящим стандартом, рекомендуются для применения во всех видах документации и литературы, входящих в сферу действия работ по стандартизации и использующих результаты этих работ.
Настоящий стандарт распространяется на оптические волноводы, применяемые в оптических элементах интегральной оптики и лазерных чипах, используемых в линиях оптической связи и датчиках излучения.
2 Термины и определения
Основные термины и определения
| 1 интегральная оптика: Раздел оптики, рассматривающий плоские волноводные оптические структуры, изготовленные либо в подложке, либо на подложке, включая оптические элементы, используемые для ввода и вывода излучения. | integrated optics |
| Примечания 1 Интегральная оптика распространяется на структуры, выполняющие как оптические, так и электрооптические функции, например электроды, выполняющие функции управления волноводами, лазеры и детекторы. 2 Понятия интегральной оптики не распространяются на иные микротехнологии, такие как микроэлектроника и микромеханика. | |
| 2 оптический волновод: Оптический элемент, предназначенный для передачи оптического излучения, состоящий из плоской волноводной оптической структуры, оптическое излучение в которой направляется за счет разницы показателя преломления более высокого у сердцевины и более низкого у оболочки. | waveguide |
| Примечания 1 Оптическое излучение в волноводе распространяется в виде мод. 2 Используемый в интегральной оптике термин «плоская волноводная оптическая структура» применяется для описания планарной, т.е. поверхностной технологии изготовления и не предполагает плоскостность поверхности. 3 Для описания распространения оптического излучения в оптических волноводах используют декартову систему координат (см. рисунок A.1). | |
| 3 сердцевина: Часть оптического волновода, определяющая допустимую мощность оптического излучения. | core |
| 4 оболочка: Часть оптического волновода, окружающая сердцевину. | cladding |
| Примечания 1 В оптических волноводах оболочка имеет несколько слоев, которые обычно состоят из разных материалов. 2 У оптических волноводов различают нижнюю оболочку и верхнюю оболочку. | |
| 5 подложка: Структура, на которую наносят или в которой изготовлен оптический волновод. | substrate |
| 6 суперподложка (Нрк. суперстрат, надложка): Материал оболочки или иной структуры, которая окружает сердцевину оптического волновода. | superstrate |
| Примечание — Элементы, не оказывающие влияния на оптические свойства волновода, не классифицируют как суперподложку, например, электрод, который несмотря на то, что покрывает волновод, не влияет на оптические свойства волновода (из-за наличия специального оптически изолирующего слоя). | |
| 7 мода: Определенная конфигурация электромагнитной волны, описывающая распространение электромагнитных волн в волокне, и описываемая математическим решением уравнения Максвелла. | mode |
| Примечания 1 Каждая мода определяется в соответствии с ее порядком в вертикальном и горизонтальном направлениях и поляризацией. 2 По поляризации различают TE- и TM-моды, соответствующие горизонтальному и вертикальному направлению поляризации. 3 Порядок мод по горизонтальной и вертикальной осям задается индексами «i» и «j», т.е. TEi,j или TMi,j. | |
| 8 направленная мода (Нрк. направляемая волна): Мода, мощность которой монотонно затухает в поперечном направлении от сердцевины волокна, но остается постоянной при продольном распространении по сердцевине. | guided mode; guided wave (deprecated) |
| 9 направленная мода с поперечным направлением вектора электрического поля; TE-мода: Мода, у которой вектор электрического поля нормален к направлению распространения, т.е. вектор электрического поля лежит в поперечной плоскости (xy-плоскости). | transverse electric mode; TE-mode |
| Примечания 1 В полосковых волноводах распространяются моды с ненулевой составляющей электрического и магнитного поля в направлении распространения. 2 Чистые TE- и TM-моды встречаются в пластинчатых волноводах. В пластинчатых волноводах вектор электрического поля TE-моды направлен по оси y (см. приложение A). 3 Состояние поляризации моды в оптических волноводах определяют относительно поверхности подложки. | |
| 10 направленная мода с поперечным направлением вектора магнитного поля; TM-мода: Мода, у которой вектор магнитного поля нормален к направлению распространения, т.е. вектор магнитного поля лежит в поперечной плоскости (xy-плоскости). | transverse magnetic mode; TM-mode |
| Примечание — В пластинчатых волноводах вектор магнитного поля TM-моды направлен по оси y (см. приложение A). | |
| 11 затухающее поле: Изменяющееся во времени электромагнитное поле, амплитуда которого быстро и монотонно затухает в поперечном направлении от сердцевины без сопутствующего фазового сдвига. | evanescent field |
| 12 затухающий режим: Режим распространения оптического излучения по волокну, при котором происходит передача энергии как в поперечном направлении, так и продольном направлении, при этом в продольном направлении наблюдается затухание. | leaky mode |
| Примечание — Затухание оптического излучения в продольном направлении происходит из-за потерь на распространение по волноводу | |
| 13 режим излучения: Режим распространения оптического излучения по волокну, при котором происходит передача энергии в поперечном направлении за пределы сердцевины. | radiation mode |
| 14 одномодовый волновод: Волновод, по которому может распространяться только одна направленная мода. | single-mode waveguide |
| Примечание — Мода, распространяемая по одномодовому волноводу, может иметь одно из двух ортогональных состояний поляризации. | |
| 15 многомодовый волновод: Волновод, по которому может распространяться более одной направленной моды. | multimode waveguide |
| 16 волноводная отсечка: Переход от режима распространения в волноводе направленной моды к затухающему режиму или режиму излучения. | waveguide cutoff |
| 17 длина волны отсечки: Длина волны оптического излучения направленной моды, при которой происходит волновая отсечка. | cutoff wavelength |
| Примечания 1 Из-за общей малой длины оптических волноводов измеренное значение длины волны отсечки сильно зависит от волноводной оптической структуры. 2 Для измерения длины волны отсечки изготавливают специальные волноводные оптические структуры. 3 Методы измерения, используемые для оптических волокон, не применимы к оптическим волноводам. 4 В волоконной оптике термин «длина волны отсечки» используют для описания длины волны отсечки моды второго порядка, т.к. основная мода симметричного диэлектрического волновода не имеет отсечки, а длина волны отсечки моды второго порядка определяет состояние одномодового режима. | |
| 18 эффективный показатель преломления моды neff: Отношение скорости света в вакууме к фазовой скорости направленной моды. | effective refractive index of mode |
| Примечания 1 Каждая мода, способная распространяться по волокну, имеет собственные эффективный и эквивалентный показатели преломления. 2 Эффективный показатель преломления neff зависит от размеров волновода и профиля показателя преломления волновода, включая среду, прилегающую к сердцевине волновода, и длину волны. 3 Эффективный показатель преломления neff вычисляют по формуле n_{eff} = \frac{\beta}{k_{0}} , (1) где \beta — постоянная распространения моды в волноводе; k0 — постоянная распространения плоской волны в вакууме. 4 Эквивалентный показатель преломления neq используют для выражения величины, аналогичной «групповому показателю», и вычисляют для объемного материала с показателем преломления n по формуле n_{eq} = n + k_{0} \frac{dn}{dk_{0}} = n - \lambda \frac{dn}{d\lambda} . (2) 5 Эффективный показатель преломления связан с межмодовым расстоянием резонатора, и его значение вычисляют по формуле \Delta\lambda = - \frac{\lambda_{0}^{2}}{2Ln_{eff}} , (3) где \Delta\lambda — расстояние между соседними модами резонатора; \lambda_{0} — максимум профиля линии усиления резонатора; L — оптическая длина резонатора. | |
Термины, относящие к показателю преломления
Термины, относящиеся к характеристикам
Термины, относящиеся к потерям и ослаблению оптического излучения
Алфавитный указатель терминов на русском языке
| апертура числовая | 24 |
|---|---|
| асимметрия диаграммы направленности в ближней зоне | 32 |
| волна направляемая | 8 |
| волновод оптический | 2 |
| волновод многомодовый | 15 |
| волновод одномодовый | 14 |
| двулучепреломление волновода | 40 |
| диаграмма направленности в ближней зоне | 28 |
| диаграмма направленности в дальней зоне | 34 |
| диаметр поля моды | 33 |
| дисперсия | 35 |
| дисперсия волноводная | 38 |
| дисперсия материала | 37 |
| дисперсия модовая | 39 |
| дисперсия хроматическая | 36 |
| длина волны отсечки | 17 |
| мода | 7 |
| мода направленная | 8 |
| мода с поперечным направлением вектора магнитного поля направленная | 10 |
| мода с поперечным направлением вектора электрического поля направленная | 9 |
| надложка | 6 |
| направленность | 46 |
| оболочка | 4 |
| оптика интегральная | 1 |
| ослабление | 41 |
| отклонение от однородности | 50 |
| отсечка волноводная | 16 |
| подложка | 5 |
| показатель преломления моды эффективный | 18 |
| поле затухающее | 11 |
| полуширина | 30 |
| помехи на входе перекрестные | 46 |
| помехи на выходе перекрестные | 47 |
| потери | 41 |
| потери вносимые | 44 |
| потери возвратные | 48 |
| потери волноводные | 42 |
| потери, вызванные поляризацией | 51 |
| потери избыточные | 49 |
| потери на отражение | 48 |
| потери распространения по волноводу | 43 |
| потери связи | 45 |
| профиль показателя преломления | 19 |
| профиль показателя преломления переменный | 21 |
| профиль показателя преломления ступенчатый | 20 |
| размер пятна | 30 |
| разность показателей преломления относительная | 22 |
| режим затухающий | 12 |
| режим излучения | 13 |
| сердцевина | 3 |
| суперподложка | 6 |
| суперстрат | 6 |
| угол ввода | 26 |
| угол вывода | 27 |
| угол принятия | 23 |
| угол принятия максимальный | 23 |
| центр диаграммы направленности в ближней зоне | 29 |
| частота нормированная | 25 |
| ширина поля моды | 31 |
| TE-мода | 9 |
| TM-мода | 10 |
Алфавитный указатель буквенных обозначений
| Ax, y | - асимметрия диаграммы направленности в ближней зоне | 32 |
|---|---|---|
| B | - двулучепреломление волновода | 40 |
| neff | - эффективный показатель преломления моды | 18 |
| NA | - числовая апертура | 24 |
| Vx, Vy | - нормированная частота | 25 |
| Wx, Wy | - ширина поля моды | 31 |
| wx1, wx2, wy1, wy2 | - размер пятна | 30 |
| \alpha | - потери распространения по волноводу | 43 |
| \alpha_{C} | - потери связи | 45 |
| \alpha_{D} | - перекрестные помехи на входе | 46 |
| \alpha_{E} | - избыточные потери | 49 |
| \alpha_{F} | - перекрестные помехи на выходе | 47 |
| \alpha_{PDL} | - потери, вызванные поляризацией | 51 |
| \alpha_{R} | - возвратные потери | 48 |
| \alpha_{U} | - отклонение от однородности | 50 |
| \alpha_{w} | - волноводные потери | 42 |
| \alpha_{1} | - вносимые потери | 44 |
| \Delta | - относительная разность показателей преломления | 22 |
| \Theta | - угол принятия | 23 |
Алфавитный указатель эквивалентов терминов на английском языке
| acceptance angle | 23 |
| attenuation | 41 |
| chromatic dispersion | 36 |
| cladding | 4 |
| core | 3 |
| coupling loss | 45 |
| cutoff wavelength | 17 |
| deviation of uniformity | 50 |
| directivity | 46 |
| dispersion | 35 |
| effective refractive index of mode | 18 |
| evanescent field | 11 |
| excess losses | 49 |
| far-end crosstalk | 47 |
| far-field pattern | 34 |
| graded index profile | 21 |
| guided mode | 8 |
| guided wave | 8 |
| half width | 30 |
| insertion losses | 44 |
| integrated optics | 1 |
| launch angle | 26 |
| leaky mode | 12 |
| losses | 41 |
| material dispersion | 37 |
| maximum acceptance angle | 23 |
| mode | 7 |
| mode dispersion | 39 |
| mode field diameter | 33 |
| mode field width | 31 |
| multimode waveguide | 15 |
| near-field pattern | 28 |
| near-field pattern asymmetry | 32 |
| near field pattern center | 29 |
| near-end crosstalk | 46 |
| normalized frequency | 25 |
| numerical aperture | 24 |
| output angle | 27 |
| polarization losses 52 | |
| radiation mode | 13 |
| reflection losses | 48 |
| refractive index profile | 29 |
| relative difference of refractive index 22 | |
| return losses | 48 |
| single-mode waveguide | 14 |
| spot size | 30 |
| step index profile | 20 |
| substrate | 5 |
| superstrate | 6 |
| TE-mode | 9 |
| TM-mode | 10 |
| transverse electric mode | 9 |
| transverse magnetic mode | 10 |
| V-number | 25 |
| optical waveguide | 2 |
| waveguide birefringence | 40 |
| waveguide cutoff | 16 |
| waveguide dispersion | 38 |
| waveguide losses | 42 |
| waveguide propagation loss | 43 |
СИСТЕМА КООРДИНАТ ДЛЯ ОПИСАНИЯ РАСПРОСТРАНЕНИЯ ОПТИЧЕСКИХ ВОЛН В ОПТИЧЕСКИХ ВОЛНОВОДАХ
Для описания распространения оптических волн в оптических волноводах используют декартову систему координат, в которой:
- ось z сонаправлена направлению распространения излучения в волноводе;
- ось x перпендикулярна поверхности подложки;
- ось y перпендикулярна поверхности подложки;
Для описания распространения оптических волн в плоском волноводе, который является простейшей волноводной структурой, используют двумерную систему координат xz, а в полосовом волноводе — трехмерную систему координат xyz (см. рисунок A.1).
Рисунок A.1 — Трехмерная система координат xyz для описания распространения оптических волн в оптических волноводах
| УДК 001.4:535.93:006.354 | ОКС 31.260 01.040.31 |
| Ключевые слова: оптика и фотоника, интегральная оптика, оптические волноводы, термины и определения | |
, (10)