Изотропные и анизотропные фазовые рельефы в волноводных структурах на основе халькогенидных стеклообразных полупроводников и органических фотохромных материалов

В разработке элементной базы интегральной и волоконной оптики в настоящее время достигнуты значительные успехи. Достаточно полно изучены дисперсионные характеристики планарных и цилиндрических оптических волноводов, а также распределение полей и световые потоки, создаваемые в них поверхностными световыми волнами CI-II]• Исследована возможность создания на основе фазовых рельефов различных функциональных элементов для волноводных систем обработки и передачи информации — как пассивных /линз, призм, волноводных каналов, дифракционных решеток, ответвителей, поляризаторов и т-д-/, так и активных /источников, модуляторов, управляемых дефлекторов, детекторов излучения и т. д./ [1−3,12−20]. Много внимания уделяется поискам материалов, пригодных для создания на их основе широкого класса функциональных элементов интегральной оптики, их интеграции на единой подложке, а также методам формирования волноводных структур и функциональных элементов волноводной обработки информации в данных материалах С21,22]. В настоящее время для создания широкого класса устройств волноводной обработки и передачи информации наиболее перспективными считаются монокристаллические пленки полупроводниковых соединений дП-giy и дПЬдУ ?23,24], пленки аморфных полупроводников С24], органических материалов С25], сегнето-электрических кристаллов Г261. Особое место в оптических системах волноводной обработки и передачи информации занимают светочувствительные волноводные структуры — такие, как халькогенидные стеклообразные полупроводники C27j и органические фотохромные материалы С 28]- Интерес к ним вызван в первую очередь их хорошими волноводными качествами [24,29,ЗОД, а также возможностью формирования на их основе оптическими методами различных интегрально-оптических элементов [1−3,20,31−341.

При создании сложных функциональных схем в системах оптической обработки и передачи информации приборы интегральной оптики будут работать совместно с волоконными линиями, которые могут быть использованы как для соединения отдельных блоков, так и для реализации приборов на их основе /фильтров с временным согласованием, линий задержки и накопления сигналов и т. д./ [35,36]- Поэтому для практической реализации таких схем необходимо решить проблему эффективного оптического сочленения планарных волноводов друг с другом и с волоконными световодами С18,20,21,29,30,33,341. Указанной проблеме посвящено большое число работ, в том числе обзорного характера [37,383. В них изложены общие принципы оптической совместимости планарных и цилиндрических волноводов и основные методы связи — такие, как непосредственное возбуждение в торец и метод оптического туннелирования. Однако эффективных методов согласования до сих пор не разработано, что особенно остро чувствуется при создании волоконно-оптических линий связи, когда возникает необходимость в согласовании многомодовых световодов с интегрально-оптическими элементами обработки информации, которые, как правило, формируются в одномодовых канальных или планарных волноводных структурах.

Как показали исследования последних лет, волоконные световоды вполне способны заменить существующие коаксиальные кабельные системы связи и обеспечить скорость передачи данных в ближнем ЙК диапазоне 50Мбит/с при использовании многомодовых волокон [39ДМинимальное затухание в оптических волокнах, достигнутое в настоящее время, составляет 0,04 дБ/км и получено на длине волны 1,55мкм в кварцевом волокне, изготовленном методом осаящения из газовой фазы [40]. Скорость передачи информации по волоконным световодам ограничивается уширением импульсов, обусловленным материальной и мо-довой дисперсиями [41], а также деполяризацией излучения [42], вызванной наличием двулучепреломления, возникающего в результате различных технологических несовершенств волокна, а также в процессе работы /эллиптичность сечения сердцевины или оболочки, различия в коэффициентах их термического расширения, внешние давления, изгибы, микротрещины/ и снимающего вырождение между ортогонально-поляризованными модами [431- Как показали исследования [44−46], оптимизация профиля показателя преломления, использование маломодовых и одномодовых волокон позволяют снизить модовую дисперсию. Материальная дисперсия может быть устранена выбором длины волны лазерного излучения. Так, например, для кварцевых волокон точка «нулевой» дисперсии лежит в области 1,27−1,32мкм [46];

Создание одномодовых волоконных световодов, способных сохранять линейную поляризацию излучения на значительных длинах, является весьма актуальной задачей [43−51]. Подобные одномодовые волоконные световоды могут найти широкое применение в различного рода оптических приборах: волоконных датчиках вращения [52], гидрофонах, приборах для измерения силы тока [53] и др-, а также при создании волоконно-оптических приборов в совокупности с интегрально-оптическими элементами. При решении этой задачи возможны два противоположных подхода. Первый предполагает создание одномодовых волоконных световодов с малой эллиптичностью сердцевины и оболочки, малой их концентричностью и малой разностью коэффициентов термического расширения сердцевины и оболочки и т-дПри использовании этого подхода получены одномодовые волоконные световоды с длиной биения состояния поляризации 140 м в видимой области спектра ?54]. Второй подход, напротив, предполагает создание одномодовых волоконных световодов с сильным двулучепреломлением таким образом, чтобы возможно сильнее разнести постоянные распространения ортогонально-поляризованных мод и уменьшить тем самым связь между ними. В этом случае влияние различных воздействий на волоконные световоды — таких, как изгибы при намотке на барабан, сдавливание и скручивание при изготовлении кабеля и т. п. — значительно ослабляется по сравнению с одномодовыми волоконными световодами первого типа П48−513. При втором подходе получены одномодовые волоконные световоды с длиной биения состояния поляризации 0,75 мм в видимой области спектра С553.

Возможность достижения предельно низких оптических потерь и малой материальной дисперсии оптических волокон в ИК диапазоне делает весьма перспективным их применение для волоконно-оптических линий связи. При этом, как показывают оценки, расстояние между ретрансляторами может составлять величину 100−1000км С56,57П. Важным является и то, что одномодовые оптические волокна ИК диапазона могут иметь диаметр сердцевины порядка нескольких десятков микрон, что упрощает проблему их стыковки, в том числе и с элементами интегральной оптики. Поэтому в последнее время интенсивно ведутся исследования по поиску новых материалов для оптических волокон, прозрачных в диапазоне 2−15мкм [57−59]. Одним из наиболее перспективных материалов для волоконно-оптических линий связи являются халькогенидные стеклообразные полупроводники [58−61], которые обладают высокой прозрачностью в среднем ИК диапазоне и высокотехнологичны при вытяжке волокон [56,57]. При этом большое разнообразие возможных составов этого класса бескислородных стекол позволяет получать световоды с оптимальными оптическими свойствами для каждого конкретного их применения. Как показывают оценки ?62], потери в стеклах Ав-Э и в диапазоне длин волн 5−6мкм могут быть снижены до величины /2−3/*10 дБ/км. Кроме того, наличие эффекта оптической записи, на основе которого возможно формирование оптическими методами пассивных интегрально-оптических элементов в тонких пленках из данных материалов, позволяет ожидать, что оптическая запись будет иметь место и в оптических волокнах из данных материалов. Причем их пригодность в смысле формирования в них фазовых рельефов во многом будет определяться технологией их изготовленияВ зависимости от условий синтеза и закалки можно получать аморфные структуры, различающиеся молекулярным составом, способом укладки молекулярных цепей, сеток и т. д. [63−66]. Таким образом, от скорости и температуры закалки оптических волокон из халькоге-нидных стеклообразных полупроводников будет зависеть их чувствительность к излучению и величина их возможных фотоинду-цированных изменений оптических констант [65]. Согласно проведенным исследованиям состава поверхности массивных стекол и пленок, поверхностный слой их обеднен халькогеном. Причем, как показано в [66], при экспонировании излучением лазера с длиной волны, примерно равной ширине запрещенной зоны, происходит некоторое выравнивание стехиометрии. Однако работ по изучению процессов формирования и по исследованию оптической записи фазовых рельефов в оптических волокнах из халькогенид-ных стеклообразных полупроводников ранее не проводилось, хотя элементы на основе волноведущих каналов и дифракционных решеток, а также их комбинаций позволили бы в ряде случаев обойти либо решить ряд остростоящих перед интегральной и волоконной оптикой задач, например, таких как стыковка интегрально-оптических элементов обработки информации с волоконными линиями связи, увеличение информационной емкости волоконно-оптических линий связи, создание одномодовых градиентных волоконно-оптических трактов с оптимальными в зависимости от вида передаваемой по ним информации параметрами, и таким образом перейти к уровню более сложной интеграции элементов обработки и передачи информации, т. е. к созданию монолитных систем повышенной информационной емкости, надежности, экономичности и компактности;

Достижения в развитии оптических методов обработки информации, совершенствование источников оптического излучения, разработка элементов управления излучением и реверсивных сред позволяют вплотную подойти не только к проектированию отдельных узлов оптических систем обработки и передачи информации, но и сделать первые шаги по пути создания монолитных интег-рально-оптичееких схем £33,34,67,68Д и практической реализации интегрально-оптических процессоров различного функционального назначения в целом ?69−773. Так, показана возможность, используя различные комбинации интегрально-оптических модуляторов и переключателей, производить основные логические операции процессоров либо при помощи планарных линз и акустических модуляторов осуществлять Фурье-анализ оптических сигналов С39, 73,74−60]. Основными преимуществами таких устройств являются существенно более высокое быстродействие /более чем на три порядка/ и меньшая энергоемкость по сравнению с электронными процессорами С733;

Основными функциональными элементами интегрально-оптических устройств обработки информации могут являться волно-водные линзы С 81−883 и волноводные голограммы С89−923. Применение того или иного функционального элемента определяется в основном видом обрабатываемой информации, устройствами ввода и вывода, а также технологической совместимостью вол-новодного слоя, в котором он сформирован с другими активными и пассивными элементами волноводного процессора. Оптические устройства на волноводных линзах могут иметь более широкое применение благодаря тому, что их можно формировать практически на любом волноводе Ц82], хотя технология их изготовления сложна, поскольку требует высокоточной профилированной толщины волновода £83−87Д. Однако использование волноводных голограмм может резко упростить архитектуру волноводного процессора, что вызывает особый интерес с точки зрения создания специализированных аналоговых интегрально-оптических процессоров и волноводных запоминающих устройств ?90 931;

Первые предположения о возможности формирования волноводных голограмм в оптических волноводах были сделаны в работе С 90]- Последующие экспериментальные исследования L89−92,94,951 показали возможность использования для этой цели волноводных мод и были посвящены изучению процессов записи волноводных голограмм в тех или иных волноводных слояхВ результате проведенных исследований разработаны четыре способа записи волноводных голограмм: на зоне связи [89,923, внешними П9С0 и волноводными С 963 пучками, а также интерференционной картиной, образованной волноводной модой и лучом, падающим извне С 94,95], в различных средах, обсужден ряд их возможных применений, например, для создания волноводных запоминающих устройств, стыковочных узлов, для измерения про№-ля показателя преломления волноводов и т. д;

При построении интегрально-оптических процессоров и запоминающих устройств очень остро встает вопрос волноводного материала, в котором одновременно возможно формирование волноводных голограмм, активных и пассивных интегрально-оптических элементов. В ранее опубликованных работах формирование волноводных голограмм поверхностными световыми волнами осуществлялось в волноводах из ниобата лития, легированного железом, и желатина, сенсибилизированного первоначально к используемой для записи длине волны. Однако при считывании в обоих случаях возникают искажения, вызванные малым временем жизни волноводных голограмм в 1.1 N60^ С97Ц, а также усадкой желатиновых слоев после задубливания [963- При считывании волноводных голограмм, сформированных внешними пучками, на зоне связи также возникают искажения из-за использования разноволновой методики записи и считывания, а также из-за того, что записанные голограммы оказываются нескорректированными от искажений фазового фронта в волноводе. Практическому использованию данных голограмм препятствуют также, во-первых, искажения, возникающие при считывании и сопровождающиеся падением интенсивности в восстановленном луче, во-вторых, неисследованноеть разрешающей способности голограмм и пути ее увеличения /уменьшения/ и, в-третьих, то, что оптимизация профиля показателя преломления волноводов с целью получения максимальной дифракционной эффективности проведена только для пленарных волноводов с прямоугольным гауссовым экспоненциальным распределением показателя преломления по глубине и в виде дополнительной функции ошибок С98−101].

Для регистрации голограмм в настоящее время разработан целый ряд сред, однако для одновременного использования их в качестве волноводов в силу своих физических свойств больше всего подходят органические фотохромные материалы и халькоге-нидные стеклообразные полупроводники 1196,102−1051- Органические фотохромные материалы благодаря своему, как правило, двухступенчатому процессу записи позволяют осуществить запись и считывание на одной и той же длине волны и, в отличие от неорганических фотохромных материалов, позволяют производить фиксирование записанного рельефа. Одними из наиболее изученных органических фотохромных материалов являются пленки на основе спиропирановых красителей и пленки поливинилцинамата [103,1063. Они обладают потерями не более 1дБ/см в видимой т области спектра, разрешением не менее 3000 мм, а число циклов записи и считывания без ухудшения качества превышает 5000, что, очевидно, позволит создавать на их основе практически все пассивные элементы интегрально-оптических устройств обработки информации. Пленки халькогенидных стеклообразных полупроводников благодаря своему высокому показателю преломления и технологичности нанесения совместимы с любым из известных материалов для активных и пассивных интегрально-оптических устройств, а высокая разрешающая способность, сухая и быстрая обработка при голографической записи, а также реверсивность этих материалов, очевидно, позволит широко их использовать при создании активных и пассивных устройств волно-водной обработки информации ?29,30,96,104,1053.

Перспективы разработки волоконно-оптических линий связи с частотным уплотнением каналов стимулируют поиск эффективных методов пространственно-селективной фильтрации излучения в тонкопленочных волноводах и разработки возможных принципов построения частотно-селективных устройств уплотнения каналов передачи информации с различными оптическими несущими частотами на основе интегрально-оптических схем С107−1093. Наиболее подходящими элементами для этих целей являются, по-видимому, брэгговские фазовые дифракционно-решетчатые структуры в тонкопленочных волноводах — самые распространенные в настоящее время в интегральной оптике голографические структуры, -работающие в режиме неколлинеарной дифракции излучения в плоскости тонкопленочных волноводов ?29,34,108−1103. Такие структуры могут быть сформированы за счет периодической модуляции как показателя преломления материала, так и толщины волновода. В работе С341 проведен сравнительный анализ различных видов модуляции параметров тонкопленочных волноводов. Показано, что эффективность гофрированных решетчатых структур /модуляция толщины тонкопленочных волноводов/ может быть сравнима с эффективностью структуры с модулированным показателем преломления и выше нее для достаточно тонких одномодовых волноводов при работе вблизи отсечки. Однако в этом случае, как правило, не выполняется условие слабой связи и существенно возрастают потери в тонкопленочных волноводах, более того — предельно тонкий волноводный слой не исчерпывает всех интересных с практической точки зрения случаев. С увеличением толщины волновода происходит резкое снижение эффективности работы гофра, в то время как в случае модуляции показателя преломления материала постоянная связи, начиная с некоторого значения толщины волновода, практически от нее не зависит,.

В работах Ц111−113Ц проведен детальный анализ неколли-неарной брэгговской дифракции излучения в плоскости тонкопленочных волноводов на решетчатых структурах, сформированных за счет периодической модуляции как показателя преломления, так и толщины волноводного слоя. В приближении плоских волн получены аналитические выражения для констант связи основного параметра, определяющего процесс взаимодействия поверхностных световых волн на данных структурах в тонкопленочных волноводах. Исследования пространственно-угловой фильтрации поверхностных световых волн при их неколлинеарном взаимодействии на брэгговских дифракционно-решетчатых структурах в тонкопленочных волноводах в режимах с высокой пространственно-угловой избирательностью характеризуются низкой дифракционной эффективностью, а также большой длиной самой решетчатой структуры С 30,34,1103″ что затрудняет создание высокоэффективных устройств на их основе, т.к. увеличение как разрешающей способности, так и дифракционной эффективности производят за счет увеличения длины самой структуры путем уменьшения величины модуляции параметров волновода /его показателя преломления и толщины/- Это невыгодно по ряду причин. Формирование однородных дифракционно-решетчатых структур на больших площадях является достаточно сложной задачей, но даже при ее решении возникают трудности, т.к. на таких структурах происходит сильное искажение как пространственного распределения обрабатываемых сигналов, так и их длительности и резко возрастают излучательные потери С 293;

Однако, с одной стороны, по аналогии с дифракцией на объемных голограммах, отмеченные недостатки могут быть устранены при использовании анизотропных сред, где требуемое разрешение достигается при меньших длинах без уменьшения дифракционной эффективности ?114−120]. Связано это с тем, что при изменении поляризационного состояния отклоненной световой волны по отношению к падающей, имеющем место в анизотропной среде, коэффициенты преломления для этих волн неодинаковы, В результате этого в соответствии с условием фазового синхронизма угол падения ф на голограмму перестает быть равным углу отклонения 0. Поэтому из-за различия в законах изменения углов дифракции Ф и 0 для определенных периодов возможно значительное /почти на порядок/ увеличение /уменьшение/ избирательности при заданной длине структуры, т. к| условие фазового синхронизма будет выполняться в более узком /широком/ диапазоне изменения периода решетки ЦПб]- Хотя, с другой стороны, анизотропная дифракция на изотропных дифракционно-решетчатых структурах в изотропных и анизотропных тонкопленочных волноводах также хорошо изучена ?34,119], но практически отличается от изотропной дифракции лишь числом взаимодействующих мод. Анизотропные же дифракционно-решетчатые структуры обладают большим числом варьируемых параметров и вызывают особый интерес как с точки зрения исследования процессов взаимодействия и преобразования поверхностных световых волн в тонкопленочных волноводах на таких структурах, так и с точки зрения создания на их основе активных и пассивных интегрально-оптических устройств;

Таким образом, создание интегрально-оптических устройств обработки и передачи информации требует решения комплексной задачи по формированию и исследованию волоконных элементов обработки и передачи информации, по изучению процесса формирования заданного фазового рельефа в светочувствительных волновод-ных структурах, по исследованию фильтрации поверхностных световых волн на характеристических и фокусирующих волноводных голографических структурах в тонкопленочных волноводахвлияния црофиля показателя преломления волновода на эффективность взаимодействия поверхностных световых волн на гофрированных решетчатых структурах, а также взаимодействия и преобразования поверхностных световых волн на анизотропных дифракционно «решетчатых структурах в тонкопленочных волноводах.

Целью настоящей работы являлось исследование изотропных и анизотропных голографических структур и волноведущих каналов в светочувствительных волноводах на основе халькогенидных стеклообразных полупроводников и органических фотохромных материалов для разработки на их основе интегрально-оптических элементов обработки и передачи информации;

На защиту выносятся следующие результаты, полученные впервые в данной работе:

IНа основе исследованного неколлинеарного взаимодействия и преобразования поверхностных световых волн на объемных фазовых анизотропных дифракционно-решетчатых структурах, сформированных в тонкопленочном волноводе анизотропной модуляцией показателя преломления его материала, установлено, что они существенным образом определяются взаимной ориентацией оптической оси решетки, падающей и дифрагированной волнами и их поляризациямиПроведено экспериментальное изучение свойств анизотропных дифракционно-решетчатых структур в тонкопленочных волноводах, показана возможность создания на их основе высокоселективных интегрально-оптических элементов обработки информации, для которых малая длина сочетается с высокой избирательностью и максимальной дифракционной эффективностью для любых углов дифракции;

2. Сформированы, в том числе поверхностными световыми волнами, голографические решетчатые структуры в фоточувствительных тонкопленочных волноводах на основе индолиновых спиро-пиранов и халькогенидных стеклообразных полупроводников и экспериментально показана возможность их обратимой и необратимой фиксации в объеме тонкопленочных волноводов, а также изучена пространственно-угловая и модовая фильтрации поверхностных световых волн в тонкопленочных волноводах на характеристических и фокусирующих волноводных голографических структурах-Изу-чено влияние геометрии и профиля показателя преломления на эффективность процессов взаимодействия поверхностных световых волн на голографических решетчатых структурах и выявлены их оптимальные параметры;

3- Предложен и экспериментально изучен способ создания сложного профиля показателя преломления в оптических волокнах из халькогенидных стеклообразных полупроводников под действием излучения с длиной волны, соответствующей положению края собственного поглощения материала волокна, на основе которого реализованы в оптических волокнах из халькогенидных стеклообразных полупроводников волноведущие каналы и дифракционно-решетчатые структурыНа основе проведенных исследований свойств волноведущих каналов и дифракционно-решетчатых структур, а также их комбинаций в оптических волокнах из халькогенидных стеклообразных полупроводников экспериментально показана возможность реализации в данных волокнах элементов предварительной обработки и передачи сигналов, а также пути оптимизации их параметров.

Диссертация состоит из введения, четырех глав и заключения-, Общий объем диссертации составляет 143 страницы и включает 39 рисунков и список литературы из 158 наименований;

Основные результаты, полученные в диссертации, опубликованы в работах: С131], С132], ПЗб], ?13 811, С1441, С147Л, С149П, С152Ц, С155], С157Л, Ц158Д и докладывались на следующих конференциях, семинарах и совещаниях:

I. Всесоюзном научно-техническом совещании «О состоянии и мерах по дальнейшему развитию разработок и внедрению материалов на основе стекол в оптоэлектронике», г. Ужгород, 1981 г;

2- Всесоюзном научно-техническом совещании «Состояние и перспективы развития оптоэлектроники и ее применение в системах связи», г? Черкассы, 1983 г.

3? 1У Всесоюзной конференции «Бессеребряные и необычные фотографические процессы», г. Суздаль, 1984 г.

4? Международной конференции «Аморфные полупроводники 84», г. Габрово, 1984 г.

Результаты проведенных исследований изотропных и анизотропных фазовых рельефов в элементах интегральной и волоконной оптики были использованы при разработке и создании волноводных систем по договору с промышленным предприятием;

В заключение считаю своим приятным долгом выразить глубокую благодарность и искреннюю признательность моему научному руководителю профессору, д. ф—м.н. Быковскому Юрию Алексеевичу за постоянное внимание, всестороннюю помощь и многочисленные плодотворные обсуждения на всех этапах работы, научному консультанту ст. научному сотруднику, к-ф.-м.нСмирнову Владимиру Леонидовичу за всестороннюю поддержку, ценные советы, многочисленные полезные обсуждения;

Выражаю благодарность сотрудникам кафедры физики твердого тела к. ф—м-нМаймистову А-И-, Мироносу А. В-, Зысину Я-Юза полезные обсуждения и инженерам Карповой Е. В-, Кузнецову И-В-, Быченко В. Ни Коцеревой Е. Аза помощь в работе, а также сотрудникам ИШ АН MGCP академику АН МССР, д.ф.-м.нАндриешу А-Ми ст. научному сотруднику, к.ф.-м.н. Пономарю В. В., сотрудникам НИОПиКа стнаучному сотруднику, к.ф.-м.нБарачевскому В-Аи ведущему инженеру Козенкову В. Мза любезное предоставление образцов.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

.

Одним из быстро развивающихся направлений квантовой электроники в настоящее время является интегральная оптикаИнтерес к этой области связан прежде всего с возможностью создания надежных и малогабаритных устройств управления лазерным лучом, а также систем обработки оптической информации. Отдельные элементы интегральной оптики уже сейчас находят практическое применение, например, модуляторы лазерного излученияРазвитие элементной базы, снижение потерь, повышение эффективности, долговечности, надежности, стабильности и оптимизация отдельных интегрально-оптических элементов и устройств различного функционального назначения, разработка новых и улучшение характеристик традиционных материалов для их практической реализации позволили сделать первые шаги по пути создания монолитных интегрально-оптических схем;

Создание сложных функциональных схем в системах оптической обработки и передачи информации потребует совместной работы приборов и элементов интегральной и волоконной оптики, которые будут использоваться как для соединения отдельных блоков, 1 так и для реализации различных устройств на их основеПричем основной задачей интегральной оптики является объединение на единой подложке элементов однотипной либо близкой структуры, но различного функционального назначения. Одним из материалов, позволяющих создавать на своей основе как планарные и цилиндрические волноводные структуры, так и практически все пассивные элементы интегральной оптики, являются халькогенидные стеклообразные полупроводники и органические фотохромные материалы-'.

В настоящей работе рассмотрен ряд вопросов, посвященных формированию и исследованию изотропных и анизотропных фазовых рельефов в светочувствительных волноводных структурах на основе органических фотохромных материалов и халькогенидных стеклообразных полупроводников, их устойчивости к внешним воздействиям, оптимизации характеристик исследуемых структур в зависимости от вида обрабатываемой и передаваемой информации, а также архитектурным особенностям систем волноводной обработки и передачи информации в целомЗатронутый круг вопросов не отражает всех проблем, связанных с разработкой методов и принципов построения систем волноводной обработки и передачи информации. Проведенные исследования направлены прежде всего на выяснение принципиальных возможностей создания устройств оптической обработки информации на базе фазовых рельефов в пленарных и цилиндрических волноводных структурах и представляют интерес для разработки и создания волоконных средств предварительной обработки и передачи сигналов, а также волоконно-оптических систем обработки информацииИсследования проводились на планарных и цилиндрических волноводах из различных материалов, но главная ориентация была сделана на волноводные структуры на основе халькогенидных стеклообразных полупроводников и органических фотохромных материалов, т. кэти материалы пригодны для формирования на их основе практически всех пассивных элементов и устройств интегрально-оптических схем;

При создании сложных функциональных схем в системах оптической обработки и передачи информации приборы интегральной оптики будут работать совместно с волоконными линиями, которые будут использованы для соединения отдельных блоков, реализации фильтров с временным согласованием, линий задержки и накопления сигналов и т. дКак показано в работе, фазовые рельефы в оптических волокнах из халькогенидных стеклообразных полупроводников могут быть успешно использованы при создании в оптических волокнах волноведущих каналов и дифракционно-решетчатых структур — элементов, на базе которых возможна реализация устройств различного функционального назначения для систем предварительной обработки и передачи информацииИсследование процесса формирования фазового рельефа позволило реализовать и исследовать оптические волокна, волноведущие каналы которых сохраняют поляризацию передаваемого излучения, а также волоконный датчик малых перемещений на базе комбинации волноведу-щих каналов и дифракционно-решетчатых структур. Показаны пути вариации параметров волноведущих каналов, что позволит их оптимизировать в зависимости от функционального назначения элементов на их основе, вида передаваемой по ним информации, а также влияния внешних воздействий. Проведенные исследования позволят в дальнейшем успешно использовать волоконно-оптические тракты в системах передачи и обработки информации за счет возможности более компактного формирования ряда их элементов непосредственно в оптическом волокне, а также частичного устранения необходимости стыковки между собой некоторых элементов передачи и предварительной обработки сигналовИзучение предложенных в работе процессов записи и считывания волноводных голо графических структур в тонкопленочных волноводах, увеличения эффективности их работы, а также их разрешающей способности позволяет ожидать возможности создания на их основе запоминающих устройств и волноводных оптических процессоров, которые могут найти применение в системах оптической обработки информации нового типа-' Анизотропные же голографические структуры, позволяющие расширить и оптимизировать функциональные возможности интегрально-оптических устройств, построенных на базе дифракционно-решетчатых структур, являются следующим шагом в разработке комплексных систем оптической обработки и распознавания информацииРезультаты проведенных исследований показывают, что возможность создания конкретных систем обработки и передачи информации, воплощающих в себе все достоинства интегральной и волоконной оптики, а также микроэлектронной техники, связана с поиском оптимальных принципов построения как отдельных функциональных эгсментов, так и блоков на их основе с учетом специфики физических свойств конкретных материалов и структуры информационных сигналов.