DIN 58002-2001 Integrated optics - Near-field-measurement for single-mode optical chip components《集成光路 单模式光学芯片元件的近场测量》.pdf
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1、 DEUTSCHE NORM58002DIN Deutsches Institut fr Normung e. V. Jede Art der Vervielfltigung, auch auszugsweise,nur mit Genehmigung des DIN Deutsches Institut fr Normung e. V., Berlin, gestattet.Alleinverkauf der Normen durch Beuth Verlag GmbH, 10772 BerlinICS 31.260Integrated optics Near-field-measureme
2、nt for single-mode optical chip componentsOptique intgre Mesure champ proche pour composants optique chips simple modeVorwortDiese Norm wurde vom Arbeitsausschuss Integrierte Optik“ im NormenausschussFeinmechanik und Optik (NAFuO) erarbeitet.Anhang A ist informativ.EntwurfDezember 2001Fortsetzung Se
3、ite 2 bis 10Normenausschuss Feinmechanik und Optik (NAFuO) im DIN Deutsches Institut fr Normung e.V.Integrierte OptikNahfeldmessverfahren fr einmodigeoptische ChipkomponentenRef. Nr. DIN 58002:2001-12Preisgr. 08 Vertr.-Nr. 0008DIN 58002:2001-122EinleitungFr viele verschiedene technische Funktionen w
4、erden bereits seit einiger Zeit integriert-optische Bauelementeeingesetzt. Vielfach ist fr das Verstndnis ihrer Wirkungsweise und ihrer Anwendung z. B. bei der Kopplungmit anderen optischen Bauelementen eine genaue Kenntnis und Beschreibung der optischen Ausbreitungs-parameter erforderlich.1 Anwendu
5、ngsbereichDiese Norm legt Prfverfahren zur vergleichbaren Charakterisierung des Modenfeldes an den optischenSchnittstellen von einmodigen, integriert-optischen Bauelementen fest (siehe ISO 11807-1).Der Anwendungsbereich umfasst alle fr die optische Nachrichten- und Messtechnik eingesetzten integrier
6、t-optischen Chips, die einmodige wellenfhrende Strukturen enthalten.ANMERKUNG 1 Diese knnen rein passive Funktionen aufweisen, aber auch eine Kombination verschiedener Funktionen,wie passive Funktionen und aktiv Licht emittierende oder verstrkende Elemente enthalten.ANMERKUNG 2 Im Rahmen der angestr
7、ebten mglichst praxisnahen Gestaltung der Verfahren wurden pragmatischeLsungen angestrebt, die fr die Vergleichbarkeit der Werte untereinander und insbesondere fr die Bewertung vonKoppeleffizienzen zu anderen Bauteilen ausreichend genaue Nherungen beinhalten.2 Normative VerweisungenDiese Norm enthlt
8、 durch datierte oder undatierte Verweisungen Festlegungen aus anderen Publikationen.Diese normativen Verweisungen sind an den jeweiligen Stellen im Text zitiert, und die Publikationen sind nach-stehend aufgefhrt. Bei datierten Verweisungen gehren sptere nderungen oder berarbeitungen nur zudieser Nor
9、m, falls sie durch nderung oder berarbeitung eingearbeitet sind. Bei undatierten Verweisungengilt die letzte Ausgabe der in Bezug genommenen Publikation (einschlielich nderungen).DIN EN ISO 13694,Optik und optische Instrumente Laser und Laseranlagen Prfverfahren fr die Leis-tungs-(Energie-)dichtever
10、teilung von Laserstrahlen (ISO 13694:2000); Deutsche Fassung EN ISO 13694:2000.ISO 11807-1,Integrated optics Vocabulary Part 1: Basic terms and symbols.ISO 11807-2,Integrated optics Vocabulary Part 2: Terms used classification.ISO 14881:2001,Integrated optics Interfaces Parameters relevant to coupli
11、ng properties.3 Begriffe und Symbole3.1 BegriffeFr die Anwendung dieser Norm gelten folgende Begriffe:3.1.1Signaldigitale oder analoge Darstellung einer Information3.1.2Signal-Rausch-VerhltnisSNRmittlerer Pegel des Signals im Verhltnis zum mittleren Pegel des Rauschens3.1.3Empfngersystemmesstechnisc
12、hes System, bestehend aus einem opto-elektrischen Wandler, gegebenenfalls elektrischerNachverarbeitung und gegebenenfalls Signalaufbereitung zur Korrektur3.1.4Oberflche des optischen BauteilsEbene, die durch die Koordinaten yund zaufgespannt wirdDIN 58002:2001-1233.1.5GrundmodeTe00oder Tm00Eigenfunk
13、tion der Maxwellgleichungen, welche ein elektromagnetisches Feld in einem bestimmten Raumbeschreibt und zu einer Familie von unabhngigen Lsungen gehrt, die durch entsprechende Randbedingungendefiniert sindANMERKUNG Jede Mode ist durch seine Ordnung in vertikaler und horizontaler Richtung sowie die P
14、olarisation gekenn-zeichnet. Hinsichtlich der Polarisation werden TE- und TM-Moden unterschieden. Die Modenordnung wird durchIndizierung angegeben: TEijbzw. TMij, wobei der erste Index idie horizontale Ordnung und der zweite Index jdie vertikaleOrdnung angibt.3.2 SymboleTabelle 1Symbol Benennung ode
15、r ErluterungIG(x), IG(y)anzupassende, eindimensionale Intensittsverteilung in x- bzw. y-Richtung:Ux, UyIntensitt des Untergrunds der anzupassenden, eindimensionalen Intensitts-verteilungen IG(x),IG(y)wx, wyFleckgren der anzupassenden, zweidimensionalen Intensittsverteilung in x- und y-Richtung sowie
16、 Fleckgren des zu vermessenden Nahfeldesx0, y0Koordinaten des Maximums I0der anzupassenden, zweidimensionalen IntensittsverteilungI0Maximum der anzupassenden, zweidimensionalen Intensittsverteilung IG(x, y)I0xMaximum der anzupassenden, eindimensionalen Intensittsverteilung IG(x)I0yMaximum der anzupa
17、ssenden, eindimensionalen Intensittsverteilung IG(y)I(x, y)ortsabhngige Intensittsverteilung des abgebildeten Nahfeldes des zu untersuchenden WellenleitersImaxMaximum der gemessenen, zweidimensionalen Intensittsverteilung I(x, y)Imax(x)Maximum der integrierten, eindimensionalen Intensittsverteilung
18、I(x)Imax(y)Maximum der integrierten, eindimensionalen Intensittsverteilung I(y)IUG(x), IUG(y)niedrigster Intensittswert, welcher bei der Berechnung der Fleckgren bercksichtigt wird, wobei idie Messwerte der auszuwertenden Verteilung darstellen:IG(x, y)anzupassende, zweidimensionale Intensittsverteil
19、ungIGx() IGxy,()dy UxI0xe2xx0()2w2x-,+= =IGy() IGxy,()dx UyI0ye2yy0()2w2y-+= =IUGx()Ii min=()Ii max=()+2- 0,1 Imaxx()Ii min=()Ii max=()+2-+=DIN 58002:2001-1244 Prfverfahren4.1 PrinzipFr die Bestimmung der Fleckgren wxund wydes zu untersuchenden Wellenleiters wird das Nahfeld-Mess-verfahren angewende
20、t. Bei dieser wird die aus dem Wellenleiter austretende Intensittsverteilung P(x, y) desNahfeldes ber eine Optik auf eine Bildebene im Abstand z vergrert abgebildet. Die Koordinaten x, y sindnach ISO 11807-1 zu whlen. In dieser Bildebene wird die Intensittsverteilung I(x, y) ortsaufgelst detektiert.
21、Mit dem Vergrerungsmastab m der optischen Anordnung kann die Lichtverteilung P(x, y) des Wellenleitersberechnet werden (siehe Bild 1).4.2 Messaufbau4.2.1 AllgemeinesDer Messaufbau besteht aus einer Lichtquelle, die zur Anregung des integriert-optischen Chips verwendetwird, einem Abbildungssystem (vo
22、rzugsweise einem Mikroskopobjektiv) und einem Empfngersystem.4.2.2 Mechanischer AufbauDas gesamte Messsystem muss so aufgebaut sein, dass alle Komponenten gemeinsam auf einer optischenAchse angeordnet sind.4.2.3 Lichtquelle und LichteinkopplungDie Intensitt der Lichtquelle muss so gewhlt werden, das
23、s die volle Dynamik des Kamerasystems nach 4.2.5genutzt wird.Falls optische Abschwcher verwendet werden, mssen diese die Anforderungen nach 4.2.4 erfllen.ANMERKUNG Es knnen auch lichterzeugende Elemente auf dem integriert optischen Chip als Lichtquelle zur Messungverwendet werden.Bei der Vermessung
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