| 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. |
| 19 профиль показателя преломления: Функция, выражающая зависимость показателя преломления от положения волновода в поперечном сечении n(x, y). | refractive index profile |
| 20 ступенчатый профиль показателя преломления: Профиль показателя преломления, который характеризуется постоянным показателем преломления внутри сердцевины волновода и резким падением показателя преломления на границе между сердцевиной и оболочкой (подложкой или суперподложкой). | step index profile |
Примечания
1 Ширина перехода показателя преломления намного больше длины волны излучения.
2 Предполагается, что значение показателя преломления является постоянным, но при определенных условиях значение может изменяться. |
| 21 переменный профиль показателя преломления: Профиль показателя преломления, в котором показатель преломления сердцевины изменяется в зависимости от расстояния от оси. | graded index profile |
| Примечание - Ширина области переменного профиля показателя преломления намного больше длины волны. |
| 22 относительная разность показателей преломления $\Delta$ : Относительная разность показателей преломления сердцевины и оболочки волновода. | relative difference of refractive index |
Примечание - Значение относительной разности показателей преломления вычисляют по формуле
$\Delta = \frac{n_{max}^{2} - n_{cl}^{2}}{2n_{cl}^{2}}$ , (4)
где nmax - максимальное значение показателя преломления сердцевины;
ncl - показатель преломления оболочки. |
| 23 угол принятия $\Theta$ (Нрк. максимальный угол принятия): Определенная в плоскости падения половина угла расходимости оптического излучения, которое испытывает полное внутреннее отражение на границе раздела сердцевина-оболочка и распространяется по волноводу. | acceptance angle;
maximum acceptance angle (deprecated) |
Примечания
1 Угол принятия вычисляют по формуле
$\theta = arcsin \sqrt{n_{co}^{2} - n_{cl}^{2}}$ , (5)
где nco - показатель преломления сердцевины;
ncl - показатель преломления оболочки.
2 Горизонтальный и вертикальный углы принятия некруглого симметричного волновода могут быть разными.
3 Угол принятия определяют как половину угла сопряженного пучка, тогда как угол расходимости лазерного излучения определяют как полный угол. |
| 24 числовая апертура NA: Параметр, характеризующий эффективность ввода оптического излучения в волокно. | numerical aperture |
Примечания
1 Значение числовой апертуры вычисляют по формуле
$NA = \frac{1}{n_{0}} sin\theta = \frac{1}{n_{0}} \sqrt{n_{co}^{2} - n_{cl}^{2}}$ , (6)
где n0 - показатель преломления среды вне волокна.
2 Числовую апертуру волновода со ступенчатым профилем показателя преломления вычисляют по формуле
$NA = \sqrt{n_{co}^{2} - n_{cl}^{2}}$ , (7)
где nco - показатель преломления сердцевины;
ncl - показатель преломления оболочки. |
| 25 нормированная частота Vx, Vy: Безразмерный обобщенный параметр оптического волновода, описывающий телесный угол принятия оптического излучения определенной длины волны. | normalized frequency;
V-number |
Примечания
1 Значения нормированной частоты по осям x и y вычисляют по следующим формулам:
$V_{x} = \frac{2\pi\alpha_{x}}{\lambda} NA$ ; (8)
$V_{y} = \frac{2\pi\alpha_{y}}{\lambda} NA$ , (9)
где $\alpha_{x}$ - радиус сердцевины волокна по оси x;
$\alpha_{y}$ - радиус сердцевины волокна по оси y;
$\lambda$ - длина волны оптического излучения, распространяющегося по волокну;
NA - числовая апертура.
2 Значения нормированной частоты используют для расчета мод. |
| 26 угол ввода: Максимальный угол между направлением оптического излучения, падающего на вход волновода, и осью волновода, для которого выполняется условие полного внутреннего отражения, т.е. выполняется условие распространения оптического излучения по волноводу. | launch angle |
| 27 угол вывода: Максимальный угол между направлением оптического излучения, выходящего из волновода, и осью волновода, для которого выполняется условие полного внутреннего отражения. | output angle |
| 28 диаграмма направленности в ближней зоне: Графическое представление распределения мощности оптического излучения в плоскости перпендикулярной оси волновода, описывающее распределение мощности на торцевой грани волновода или на очень близком расстоянии к ней. | near-field pattern |
Примечания
1 Поскольку диаграмму направленности в ближней зоне снимают на очень близком расстоянии от торца волновода, то считают, что влияние дифракции на диаграмму направленности пренебрежимо мало, и предполагают, что диаграмма направленности в ближней зоне описывает распределение плотности мощности внутри волновода, называемое распределением поля мод.
2 Полная ширина, при которой значение мощности оптического излучения составляет половину максимального значения, называют полной шириной на полувысоте (FWHM).
3 В отличие от оптического волокна в большинстве случаев оптический волновод имеет асимметричный профиль показателя преломления в вертикальном направлении, поэтому распределение мощности оптического излучения в ближней зоне симметрично в горизонтальном и несимметрично в вертикальном направлении. |
| 29 центр диаграммы направленности в ближней зоне: Положение максимума диаграммы направленности в ближней зоне. | near field pattern center |
| 30 размер пятна; полуширина wx1, wx2, wy1, wy2: Расстояния между центром диаграммы направленности в ближней зоне основной моды и точкой, где Гауссовый профиль интенсивности, аппроксимированный по фактическому профилю, падает до уровня 1/e2 от максимального значения в центре по двум горизонтальным и вертикальным направлениям. | spot size;
half width |
Примечания
1 wx1, wx2, wy1, wy2 - размеры пятна, определенные в отрицательной и положительной областях в направлениях x и y соответственно.
2 Размер пятна wx для случая симметричной диаграммы направленности вычисляют по формуле
 , (10)
где f2(x) - профиль интенсивности (мощности). |
| 31 ширина поля моды Wx, Wy: Сумма расстояния от wx1 до wx2 в горизонтальном направлении (по оси x) или расстояния от wy1 до wy2 в вертикальном направлении (по оси y). | mode field width |
| 32 асимметрия диаграммы направленности в ближней зоне Ax, y: Параметр, описывающий отклонение диаграммы направленности в ближней зоне от симметричной. | near-field pattern asymmetry |
Примечание - Значение асимметрии диаграммы направленности по осям x и y вычисляют по формулам:
$A_{x} = \frac{[W_{x1} - W_{x2}]}{[W_{x1} + W_{x2}]}$ ; (11)
$A_{y} = \frac{W_{y1} - W_{y2}}{W_{y1} + W_{y2}} []$ . (12) |
| 33 диаметр поля моды: Параметр для одномодовых волноводов, описывающий ширину поля распространяющегося в волокне оптического излучения, определенного по уровню 1/e2 от максимальной интенсивности. | mode field diameter |
Примечания
1 При распространении оптического излучения по одномодовому волокну луч сохраняет профиль поперечного распределения интенсивности, близкий к Гауссовому распределению.
2 Диаметр поля моды описывает ширину Гауссового распределения по уровню 1/e2.
3 Для обозначение используют сокращение MFD. |
| 34 диаграмма направленности в дальней зоне: Графическое представление распределения мощности оптического излучения в плоскости перпендикулярной оси волновода, описывающее распределение мощности на таком расстоянии от торцевой грани волновода, при котором распределение мощности в поперечном сечении перестает изменяться. | far-field pattern |
| Примечание - Для оптических волноводов форма диаграммы направленности в дальней зоне зависит от формы и положения краевой поверхности волновода относительно центра диаграммы направленности в ближней зоне. |
| 35 дисперсия: Зависимость скорости распространения оптического излучения в среде от его длины волны. | dispersion |
| Примечание - Термин "дисперсия" используют для описания зависимости физических свойств от длины волны. Для параметров, описываемых в данном подразделе, которые имеют зависимость от длины волны, указывают используемую длину волны. |
| 36 хроматическая дисперсия: Дисперсия, возникающая из-за некогерентности источника излучения и являющаяся комбинацией дисперсий материала и волноводной дисперсии. | chromatic dispersion |
Примечания
1 Связь между показателем преломления и длиной волны может быть непосредственно перенесена на фазовую скорость. Перенос на групповую скорость более сложен и приводит к понятию дисперсии групповой скорости (GVD).
2 В оптических волокнах хроматическая дисперсия описывается как зависимость групповых скоростей мод от длины волны. |
| 37 дисперсия материала: Зависимость показателя преломления материала от длины волны излучения. | material dispersion |
| 38 волноводная дисперсия: Зависимость эффективного показателя преломления моды от профиля показателя преломления и длины волны оптического излучения. | waveguide dispersion |
| 39 модовая дисперсия: Разность фазовых скоростей мод разного порядка на одной и той же длине волны. | mode dispersion |
| 40 двулучепреломление волновода B: Разность между эффективными или эквивалентными показателями преломления ортогональных поляризованных TE-мод и TM-мод одного порядка. | waveguide birefringence |
Примечания
1 Значение двулучепреломления волновода вычисляют по формуле
B = neff,TE - neff,TM. (13)
2 Двулучепреломление в волноводе может быть обусловлено:
- материалом подложки, который может быть двулучепреломляющим;
- механическими напряжениями, возникающими в процессе изготовления волновода;
- геометрическим двулучепреломлением, появляющимся при пространственной асимметрии профиля показателя преломления;
- поверхностно-индуцированным двулучепреломлением, появляющимся при распространении ортогонально-поляризованных мод. |
| 41 потери; ослабление: Отношение общей мощности оптического излучения, подаваемого на оптический волновод, к общей мощности оптического излучения, выходящего из оптического волновода. | losses; attenuation |
Примечания
1 Для интегральных оптических элементов потери мощности связаны с поперечным сечением волновода.
2 Потери в оптических волноводах выражаются в децибелах. |
| 42 волноводные потери $\alpha_{w}$ : Уменьшение мощности излучения P по направлению распространения оптического излучения в волноводе, выражаемое в логарифмическом масштабе. | waveguide losses |
Примечание - Значение волноводных потерь $\alpha_{w}$ , дБ, вычисляют по формуле
$\alpha_{w} = - 10lg(P_{2}P_{1})$ ; P2 < P1, (14)
где P1 - мощность излучения на входном конце волновода;
P2 - мощность излучения на выходном конце волновода. |
| 43 потери распространения по волноводу $\alpha$ : Отношение волноводных потерь в однородном волноводе к длине волновода. | waveguide propagation loss |
Примечание - Значение потерь при распространении по волноводу $\alpha$ , дБ/м, вычисляют по формуле
$\alpha = \frac{\alpha_{w}}{L}$ , (15)
где L - длина волновода. |
| 44 вносимые потери $\alpha_{1}$ : Потери, возникающие в результате введения интегрального оптического элемента в оптический тракт передачи, выражаемое в логарифмическом масштабе. | insertion losses |
Примечание - Значение вносимых потерь $\alpha_{1}$ , дБ, вычисляют по формуле
$\alpha_{1} = - 10lg(P_{2}P_{1})$ ; P2 < P1, (16)
где P1 - мощность излучения до введения в оптический тракт интегрального оптического элемента;
P2 - мощность излучения после введения в оптический тракт интегрального оптического элемента. |
| 45 потери связи $\alpha_{C}$ : Потери, возникающие при передаче оптического излучения от одного интегрального оптического элемента к другому, обусловленные потерями излучения на торцах интегральных оптических элементов. | coupling loss |
Примечание - Значение потерь связи $\alpha_{C}$ , дБ, вычисляют по формуле
$\alpha_{C} = 10lg(P_{2}P_{1})$ , (17)
где P1 - мощность излучения в первом интегральном оптическом элементе;
P2 - мощность излучения во втором интегральном оптическом элементе. |
| 46 перекрестные помехи на входе $\alpha_{D}$ (Нрк. направленность): Отношение мощности наводки, создаваемой на входе в первом интегральном оптическом элементе, на который не подается излучение, P2 к мощности излучения, подаваемого на второй интегральный оптический элемент, которое вызывает наводку в первом интегральном оптическом элементе, P1, выражаемое в логарифмическом масштабе. | near-end crosstalk;
directivity (deprecated) |
Примечание - Значение перекрестных помех на ближнем конце $\alpha_{D}$ , дБ, вычисляют по формуле
$\alpha_{D} = - 10lg(P_{2}P_{1})$ , (18)
где P1 - мощность наводки, подаваемая на вход первого интегрального оптического элемента;
P2 - мощность наводки, возникающей на входе второго интегрального оптического элемента. |
| 47 перекрестные помехи на выходе $\alpha_{F}$ : Отношение мощности наводки, создаваемой на выходе j интегрального оптического элемента, к мощности излучения на выходе (выходах) i интегрального оптического элемента, выражаемое в логарифмическом масштабе. | far-end crosstalk |
Примечание - Значение перекрестных помех на дальнем конце $\alpha_{F}$ , дБ, вычисляют по формуле
$\alpha_{F} = - 10lg(P_{out,j} \sum_{i} P_{out,i})$ , (19)
где Pout,j - мощность наводки, создаваемой на выходе j интегрального оптического элемента;
Pout,i - мощность излучения, на выходе (выходах) i интегрального оптического элемента. |
| 48 возвратные потери $\alpha_{R}$ (Нрк. потери на отражение): Отношение мощности излучения P2, отраженного от входа интегрального оптического элемента, к мощности оптического излучения P1, которое подано на этот вход, выражаемое в логарифмическом масштабе. | return losses;
reflection losses (deprecated) |
Примечание - Значение возвратных потерь $\alpha_{R}$ , дБ, вычисляют по формуле
$\alpha_{R} = - 10lg(P_{2}P_{1})$ , (20)
где P1 - мощность, подаваемая на вход интегрального оптического устройства;
P2 - мощность, отраженная от того же входа интегрального оптического устройства. |
| 49 избыточные потери $\alpha_{E}$ : Отношение суммы оптической мощности на выходе интегрального оптического элемента Pout,i, к общей мощности излучения, подаваемого на все входы Pin, выраженное в логарифмическом масштабе. | excess losses |
Примечание - Значение возвратных потерь $\alpha_{E}$ , дБ, вычисляют по формуле
$\alpha_{E} = - 10lg(\sum P_{out,i}P_{in})$ . (21) |
| 50 отклонение от однородности $\alpha_{U}$ : Отношение наименее возможной мощности оптического излучения Pout,min к наиболее возможной мощности оптического излучения Pout,max оптического устройства с несколькими интегральными оптическими волноводными выходами. | deviation of uniformity |
Примечания
1 Значение отклонения от однородности $\alpha_{U}$ , дБ, вычисляют по формуле
$\alpha_{U} = 10lg(P_{out,min}P_{out,max})$ . (22)
2 Для интегрального оптического компонента с несколькими выходами. |
| 51 потери, вызванные поляризацией $\alpha_{PDL}$ : Отношение наименьшей мощности оптического излучения Pout,min, передаваемой при любом состоянии поляризации излучения, к наибольшей мощности оптического излучения Pout,max, передаваемой при любом состоянии поляризации, выраженное в логарифмическом масштабе. | polarization losses |
Примечание - Значение поляризационных потерь $\alpha_{PDL}$ , дБ, вычисляют по формуле
$\alpha_{PDL} = 10lg(P_{out,min}P_{out,max})$ . (23) |
##