ARROW 도파관

광학에서 광학 도파관(ARROW)을 반사하는 항레소넌트(Anti resonant)는 박막 간섭의 원리를 이용하여 소실된 빛을 유도하는 도파관이다.그것은 항레소네트 파브리-페로트 반사체로부터 형성된다.광학 모드는 누출이 많지만, 충분히 높은 품질이나 작은 크기의 파브리-페로트 반사체를 만들어 비교적 낮은 손실 전파를 달성할 수 있다.

작동 원리

ARROW는 박막 간섭 원리에 의존한다.횡방향으로 파브리-페로트 공동체를 형성하여 생성되며, 파브리-페로트 에탈론(Fabry-Perot etalon)의 기능을 하는 피복층(피복층)이 있다.^[1]파브리-페로트 에탈론은 층의 빛이 구조적으로 자신을 방해하여 높은 전달을 초래할 때 공명한다.반저항은 층의 빛이 파괴적으로 자신을 방해하여 에탈론을 통한 전달이 없을 때 발생한다.

유도 코어(n_c)와 피복층(n_j, n_i)의 굴절률이 중요하며 신중하게 선택된다.거부반응을 일으키기 위해서는_c n이 n보다_j 작아야 한다.그림에서와 같이 고체 코어 ARROW의 일반적인 시스템에서 도파관(daveguide)은 피복층을 반사하는 높은 굴절률 항균제에 의해 상부 표면과 하부 표면에서 경계를 이루는 낮은 굴절률로 구성된다.유도 코어의 상부 표면에 빛의 구속은 공기와 함께 전체 내부 반사에 의해 제공되며, 하단 표면의 구속은 반관성 피복재 층에 의해 생성된 간섭에 의해 제공된다.

ARROW의 항임외피층(t_j) 두께도 항저항을 달성하려면 신중하게 선택해야 한다.다음과 같은 공식으로 계산할 수 있다.

${\displaystyle t_{j}={\lambda \over 4n_{j}}(2N-1)[1-{n_{c}^{2} \over n_{j}^{2}}+{\lambda ^{2} \over 4n_{j}^{2}t_{c}^{2}}]^{-1/2},N=1,2,3,...}$

${\displaystyle t_{}}$ ${\displaystyle j_{}}$ ${\$ $$= 부동피복층 두께

${\displaystyle t_{}}$ ${\displaystyle c_{}}$ ${\$= 유도 코어층의 두께

${\displaystyle \lambda }$ ${\displaystyle \lambda }$ $$= 파장

${\displaystyle n_{}}$ ${\displaystyle j_{}}$ ${\$ $$= 부동 피복층의 굴절률

${\displaystyle n_{}}$ ${\displaystyle c_{}}$ ${\$ $$= 유도 코어층의 굴절률

> n > i ${\$

고려 사항.

ARROW는 원통형 도파관(2D 구속) 또는 슬래브 도파관(1D 구속)으로 실현할 수 있다.후자의 ARROW는 실제로 상위 인덱스 계층 사이에 포함된 낮은 인덱스 계층에 의해 형성된다.이러한 ARROW의 굴절 지수는 일반적인 도파관과 비교할 때 역전된다는 점에 유의하십시오.빛은 상위 인덱스 레이어 내부의 전체 내부 반사(TIR)에 의해 제한되지만 하위 인덱스 중앙 볼륨과 모달 오버랩이 많이 발생한다.

이 강한 중첩은 기하학적 광학에서처럼 "레이"를 상상하는 단순화된 그림에서 그럴듯하게 만들어질 수 있다.그러한 광선은 낮은 지수 내층으로 진입할 때 매우 얕은 각도로 굴절된다.따라서, 이러한 광선들은 낮은 지수 내부 층에 "매우 오래 머물러 있다"는 은유를 사용할 수 있다.이것은 단지 은유일 뿐이고, 이러한 ARROW가 일반적으로 만들어지는 마이크로미터 눈금에는 광학 설명력이 매우 제한되어 있다는 점에 유의하십시오.

적용들

ARROW는 특히 PhloCs(photonic lab-on-a-chip 분석 시스템)에서 액체의 빛을 유도하는 데 사용된다.^[2][3][4][5]기존 도파관은 유도핵물질의 굴절률이 주변 굴절률보다 클 경우에만 발생할 수 있는 전체 내부반사 원리에 의존한다.단, 유도 코어를 만드는 데 사용되는 재료는 일반적으로 폴리머와 실리콘 기반 재료로 물의 재료(n = 1.33)보다 굴절률(n=1.4-3.5)이 높다.그 결과 기존의 할로윈코어 도파관은 일단 물 용액으로 채워지면 더 이상 작동하지 않아 PhLoCs는 무용지물이 된다.반면에 ARROW는 간섭에 의해 빛을 완전히 제한하기 때문에 액체를 채울 수 있으며, 이는 유도 코어의 굴절률이 주변 물질의 굴절률보다 낮아야 한다.따라서 ARROWs는 PhLoCs의 이상적인 구성 요소가 된다.

ARROW는 PhLoCs 구축에 있어 기존 도파관보다 큰 장점을 가지고 있지만 완벽하지는 않다.ARROW의 가장 큰 문제는 바람직하지 않은 빛 손실이다.ARROW의 가벼운 손실은 PhLoCs의 신호 대 잡음 비를 감소시킨다.이 문제를 극복하기 위해 다양한 버전의 ARROW가 설계되고 테스트되었다.^[6]

참고 항목

• 도파관(광학)
• 광결정섬유

외부 링크

• ARROW 도파관 도면층 두께 계산기

참조