волновод, оптический иначе световод (англ. optical waveguide) — волновод для направленной передачи световых сигналов или световой энергии, а также для локализации световых волн в активных областях различных фотонных устройств.

Описание

Локализация световых волн в пределах канала распространения достигается за счет отражения от границ волновода, либо за счет фокусирующих свойств волновода.

Из множества разнообразных классов оптических волноводов наиболее перспективны и широко применяются в настоящее время всего три: оптические волокна, канальные волноводы и планарные волноводы.

Важнейшее применение оптических волокон — передача оптических сигналов на большие расстояния в системах связи. Кроме того они используются для направленной передачи световой энергии в промышленных лазерных комплексах и в лазерной медицине, в качестве активной среды волоконных лазеров и волоконных усилителей, в линиях задержки, в системах нелинейной обработки оптических сигналов, в качестве чувствительных элементов датчиков и для многих других целей.

В системах связи применяются, как правило, кварцевые оптические волокна, характеристики которых регламентируются международными стандартами. Для систем дальней связи и в городских сетях связи используются одномодовые оптические волокна, в локальных сетях связи и иногда в сетях доступа используются многомодовые оптические волокна. Значительно реже и только для передачи информации на короткие расстояния используются полимерные оптические волокна, а также волокна с кварцевой сердцевиной и полимерной оболочкой.

Для многочисленных не телекоммуникационных применений наряду со стандартными телекоммуникационными волокнами используются специальные типы волокон: анизотропные волокна, волокна с большим диаметром сердцевины, высоконелинейные волокна и т. д.

Новые области практического применения открываются при использовании фотонно-кристаллических и микроструктурированных оптических волокон, которые обеспечивают больше возможностей управления оптическими полями и сигналами.

Для создания фотонных интегральных схем и планарных оптических устройств используются планарные диэлектрические или полупроводниковые волноводы, представляющие собой тонкую пленку, нанесенную на подложку, и различные типы канальных оптических волноводов.

Новым перспективным типом канальных оптических волноводов являются волноводы на планарных фотонных кристаллах (ФК). В таких волноводах диэлектрическая пленка ограничивает световые волны в перпендикулярном плоскости пленки направлении, а двумерная ФК структура локализует и направляет световые волны в плоскости пленки.

Автор

  • Наний Олег Евгеньевич

Источники

  1. Листвин А. В., Листвин В.Н., Швырков Д. В. Оптические волокна для линий связи. — М.: ЛЕСАРарт, 2003. — 288 с.
  2. Питерских С.Э. Оптические волокна, представленные на российском рынке и их характеристики // Lightwave Russian Edition. 2003. №2. С. 21–24.
  3. Желтиков А.М. Оптика микроструктурированных волокон. — М.: Наука, 2004. — 281 с.
  4. Наний О. Е., Павлова Е. Г. Фотонно-кристаллические волокна // Lightwave Russian Edition. 2004. №3. С. 47–53.
  5. Noda S. Photonic crystal technologies: Experiment // Optical Fiber Telecommunications / Ed. by I. P. Kaminow, T. Li, A. E. Willner. — Academic Press, 2008. P. 455–483.

Напишите нам