Discrete and Continuous Models and Applied Computational ScienceDiscrete and Continuous Models and Applied Computational ScienceDiscrete and Continuous Models and Applied Computational Science2658-46702658-7149Peoples' Friendship University of Russia named after Patrice Lumumba (RUDN University)8245ArticlesСтатьиResearch ArticleTemperature Dependence of the Effective Refractive Index of LE11 and LM11-Modes in Optical Channel Sol-Gel Waveguides of Elevated TypeТемпературная зависимость эффективного показателя преломления LE11и LM11-мод в оптических канальных золь-гель волноводах приподнятого типа вблизи критического режимаPavlovS VПавловСергей ВасильевичDepartment of Applied PhysicsКафедра прикладной физикиlight_crusader89@mail.ruPeoples’ Friendship University of RussiaРоссийский университет дружбы народов150320143NO3 (2014)№3 (2014)18619308092016Copyright ©; 2014, Павлов С.В.2014Павлов С.В.http://creativecommons.org/licenses/by/4.0https://journals.rudn.ru/miph/article/view/8245The calculation of geometrical parameters of optical channel single-mode sol-gel waveguides (LE11-and LM11-Modes) of elevated type for operation near the critical regime is carried out at three values of refractive index of sol-gel material of the film. The features of the temperature dependences of the effective refractive index (ERI) of LE11-and LM11-modes by means of the method of the effective refractive index (MERI), based on the principles of shadowing field are calculated and explored. Unlike planar sol-gel waveguide, extremum of ERI was observed for modes of both types of polarization in case of channel waveguide of elevated type. The position of the extremum of temperature characteristic of ERI on the ratio of width to thickness of optical channel on the base of sol-gel material is explored. Dependences of temperature coefficient of the effective refractive index on temperature are obtained and the physical mechanism of behavior of the given curves is revealed. The comparison of temperature dependences of the ERI of channel waveguides of elevated type and planar waveguides near the critical regime confirmed the competitive influence of two factors - the negative thermooptical coefficient (TOC) of sol-gel material and thermal expansion of geometrical parameters of the optical channel (thickness and channel width), and also the dependence on partial power in sol-gel layer. It is shown that in the temperature range from 10 to 50 ∘C it is possible to create thermostable channel waveguides on the based of sol-gel films.Проведён расчёт геометрических параметров оптических канальных одномодовых зольгель волноводов (LE11-и LM11-моды) приподнятого типа для работы вблизи критического режима при трёх значениях показателя преломления золь-гель материала плёнки. Рассчитаны и исследованы особенности температурных зависимостей эффективного показателя преломления (ЭПП) LE11-и LM11-мод с помощью использования метода эффективного показателя преломления (МЭПП), основанного на принципах затенения поля. В отличие от планарного золь-гель волновода экстремум ЭПП наблюдался для мод двух типов поляризации в случае канального волновода приподнятого типа. Исследовано положение экстремума температурной характеристики ЭПП от отношения ширины и толщины оптического канала на основе золь-гель материала. Получены зависимости температурного коэффициента эффективного показателя преломления от температуры и выявлен физический механизм поведения данных кривых. Проведённое сравнение температурных зависимостей ЭПП канальных волноводов приподнятого типа и планарных волноводов вблизи критического режима подтвердило конкурирующее влияние двух факторов - отрицательного термооптического коэффициента (ТОК) золь-гель материала и термического расширения геометрических параметров оптического канала (толщины и ширины канала), а также зависимость от парциальной мощности распространяющейся в золь-гель слое. Показано что на основе золь-гель плёнок возможно создание термостабильных канальных волноводов в диапазоне температур от 10 до 50 ∘C.FOCLintegrated opticsplanar optical waveguidechannel waveguide of elevated typesol-gel materialseffective refractive indexnormalized effective refractive indextemperature coefficient of the effective refractive indexВОЛСинтегральная оптикапланарный (плоский) волноводканальный волновод приподнятого типазоль-гель материалыэффективный показатель преломлениянормированные эффективный показатель преломлениятемпературный коэффициент эффективного показателя преломления1.Fardad M. A., Mishechkin O., Fallahi M. Hybrid Sol-Gel Materials for Integration of Optoelectronic Components // J. of Lightwave Technology. - 2001. - Vol. 19, No 1. - Pp. 84-91.2.Temperature Dependence of Pyrolysed Sol-Gel Planar Waveguide Parameters / S. Saini, R. Kurrat, J. E. Prenosil, J. J. Ramsden // J. Phys. D: Appl. Phys. - 1994. - Vol. 27, No 6. - Pp. 1134-1136.3.Polarization-Insensitive Transition between Sol-Gel Waveguide and Electrooptic Polymer and Intensity Modulation for All-Optical Networks / Y. Enami, M. Kawazu, A. K.-Y. Jen et al. // J. Lightwave Technol. - 1994. - Vol. 21, No 9. - Pp. 2053-2060.4.Single-Mode Operation of the External Cavity DBR Laser with Sol-Gel Waveguide Bragg Grating / Y. Beregovski, A. Fardad, H. Luo, M. Fallahi // Opt. Commun. - 1999. - Vol. 21, No 164. - Pp. 57-61.5.Тамир Т. Волноводная оптоэлектроника. - М.: Мир, 1991. - 575 с.6.Павлов С. В., Трофимов Н. С., Чехлова Т. К. Исследование температурного оптического коэффициента золь-гель волноводов // Вестник РУДН. Серия «Математика. Информатика. Физика». - 2011. - № 1. - С. 144-155.7.Исследование температурного коэффициента эффективного показателя преломления ТЕ1-и ТМ1-мод в оптических золь-гель волноводах / Н. Э. Николаев, С. В. Павлов, Н. С. Трофимов, Т. К. Чехлова // Радиотехника и электроника. - 2012. - Т. 57, № 1. - С. 1-7.8.Павлов С. В., Трофимов Н. С., Чехлова Т. К. Экспериментальные исследования оптических характеристик золь-гель волноводов с помощью термоэлектрического модуля Пельтье // Научная сессия МИФИ-2011. Т. 1 Научнотехническая конференция-семинар по фотонике и информационной оптике. - М.: НИЯУ МИФИ, 2011. - С. 87-89.9.Таблицы физических величин: Справочник / под ред. И. К. Кикоина. - М.: Атомиздат, 1976.