ISO 11807-1:2021
(Main)Integrated optics — Vocabulary — Part 1: Optical waveguide basic terms and symbols
Integrated optics — Vocabulary — Part 1: Optical waveguide basic terms and symbols
This document defines basic terms for integrated optical devices, their related optical chips and optical elements which find applications, for example, in the fields of optical communications and sensors. — The coordinate system used in Clause 3 is described in Annex A. — The symbols and units defined in detail in Clause 3 are listed in Annex B.
Optique intégrée — Vocabulaire — Partie 1: Termes fondamentaux et symboles des guides d'onde optique
Le présent document définit les termes de base pour les dispositifs d'optique intégrée, leurs circuits et leur éléments optiques. Ils trouvent leur application dans les domaines des communications optiques et des détecteurs par exemple. — Le système de coordonnées utilisé dans l’Article 3 est décrit à l'Annexe A. — Les symboles et unités définis en détail dans l’Article 3 sont présentés dans le Tableau B.1.
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INTERNATIONAL ISO
STANDARD 11807-1
Second edition
2021-10
Integrated optics — Vocabulary —
Part 1:
Optical waveguide basic terms and
symbols
Optique intégrée — Vocabulaire —
Partie 1: Termes fondamentaux et symboles des guides d'onde optique
Reference number
ISO 11807-1:2021(E)
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ISO 11807-1:2021(E)
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be reproduced or utilized otherwise in any form or by any means, electronic or mechanical, including photocopying, or posting on
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Published in Switzerland
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ISO 11807-1:2021(E)
Contents Page
Foreword .iv
Introduction .v
1 Scope . 1
2 Normative references . 1
3 Terms and definitions . 1
3.1 General . 1
3.2 Waveguide structures . 2
3.3 Modes in integrated optical waveguides. 2
3.4 Refractive index distribution in integrated optical waveguides . 4
3.5 Properties of integrated optical waveguides . 8
3.6 Loss or attenuation in integrated optical waveguides. 8
Annex A (informative) Coordinate system .12
Annex B (informative) Symbols and units .13
Bibliography .14
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ISO 11807-1:2021(E)
Foreword
ISO (the International Organization for Standardization) is a worldwide federation of national standards
bodies (ISO member bodies). The work of preparing International Standards is normally carried out
through ISO technical committees. Each member body interested in a subject for which a technical
committee has been established has the right to be represented on that committee. International
organizations, governmental and non-governmental, in liaison with ISO, also take part in the work.
ISO collaborates closely with the International Electrotechnical Commission (IEC) on all matters of
electrotechnical standardization.
The procedures used to develop this document and those intended for its further maintenance are
described in the ISO/IEC Directives, Part 1. In particular the different approval criteria needed for the
different types of ISO documents should be noted. This document was drafted in accordance with the
editorial rules of the ISO/IEC Directives, Part 2 (see www.iso.org/directives).
Attention is drawn to the possibility that some of the elements of this document may be the subject of
patent rights. ISO shall not be held responsible for identifying any or all such patent rights. Details of
any patent rights identified during the development of the document will be in the Introduction and/or
on the ISO list of patent declarations received (see www.iso.org/patents).
Any trade name used in this document is information given for the convenience of users and does not
constitute an endorsement.
For an explanation on the voluntary nature of standards, the meaning of ISO specific terms and
expressions related to conformity assessment, as well as information about ISO's adherence to the
World Trade Organization (WTO) principles in the Technical Barriers to Trade (TBT) see the following
URL: www.iso.org/iso/foreword.html.
This document was prepared by Technical Committee ISO/TC 172 Optics and photonics, Subcommittee
SC 9, Laser and electro optical systems, in collaboration with the European Committee for Standardization
(CEN) Technical Committee CEN/TC 123, Lasers and photonics, in accordance with the agreement on
technical cooperation between ISO and CEN (Vienna Agreement).
This second edition cancels and replaces the first edition (ISO 11807-1:2001), which has been technically
revised. The main changes compared to the previous edition are as follows:
— Terminologies that have not been frequently used over the last 5 to 10 years are revised to those
matching to current trends.
— In the revision process, terminologies and definitions are compared to similar terminology
definitions in IEC and harmonized.
A list of all parts of ISO 11807 can be found on the ISO website.
Any feedback or questions on this document should be directed to the user’s national standards body. A
complete listing of these bodies can be found at www.iso.org/members.html .
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ISO 11807-1:2021(E)
Introduction
The aim of this document is to clarify the terms of the field of “integrated optics” and to define a unified
vocabulary. It is expected that this document will be revised periodically to adopt the requirements of
customers and suppliers of integrated optical products. At a later stage, it is planned to add definitions
from other International Standards which deal with integrated optics.
Some of the definitions are closely related to definitions given in IEC 60050-731. Wherever this can lead
to misunderstanding, integrated optics or integrated optical waveguide should be used together with
the defined term.
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INTERNATIONAL STANDARD ISO 11807-1:2021(E)
Integrated optics — Vocabulary —
Part 1:
Optical waveguide basic terms and symbols
1 Scope
This document defines basic terms for integrated optical devices, their related optical chips and optical
elements which find applications, for example, in the fields of optical communications and sensors.
— The coordinate system used in Clause 3 is described in Annex A.
— The symbols and units defined in detail in Clause 3 are listed in Annex B.
2 Normative references
The following documents are referred to in the text in such a way that some or all of their content
constitutes requirements of this document. For dated references, only the edition cited applies. For
undated references, the latest edition of the referenced document (including any amendments) applies.
ISO 11807-2, Integrated optics — Vocabulary — Part 2: Terms used in classification
ISO 14881, Integrated optics — Interfaces — Parameters relevant to coupling properties
3 Terms and definitions
For the purposes of this document, the terms and definitions given in ISO 11807-2 and ISO 14881 and
the following apply.
ISO and IEC maintain terminological databases for use in standardization at the following addresses:
— ISO Online browsing platform: available at https:// www .iso .org/ obp
— IEC Electropedia: available at https:// www .electropedia .org/
3.1 General
3.1.1
integrated optics
planar optical waveguide (3.2.1) structures, manufactured either in or on a substrate (3.2.6), including
the optical components necessary for the input and output coupling of lightwaves
Note 1 to entry: In this context the term “planar” is used to include small deviations from planarity which are
associated with Luneburg lenses, for example. By use of a suitable material, it is possible to integrate both
optoelectronic and purely optical functions on the same substrate. The simplest case is electrodes, which can
be used for controlling the properties of a waveguide. It is also possible to fabricate lasers and detectors using
compound semiconductor materials.
Note 2 to entry: It is envisaged that integrated optical components will be combined with other microtechnologies,
such as microelectronics and micromechanics, to build more complex systems. However, such systems are
beyond the scope of this document, which will be concerned only with the integrated optical component and its
immediate interfaces (see IEC 60050-731:1991, 06-43).
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ISO 11807-1:2021(E)
3.2 Waveguide structures
3.2.1
waveguide
transmission line designed to guide optical power consisting of structures which guide lightwaves on
the basis of a higher refractive index in the core (3.2.4) and a lower refractive index in the surrounding
material
Note 1 to entry: The lightwaves in a waveguide propagate in modes.
3.2.2
slab waveguide
waveguide (3.2.1) which confines the optical field between two light guiding parallel surfaces
Note 1 to entry: See Figure A.1 where the Cartesian coordinate system is indicated for defining the several
terminologies relating to waveguides.
Note 2 to entry: In the previous edition "planar waveguide" was used as a synonym.
3.2.3
strip waveguide
channel waveguide
waveguide (3.2.1) which confines the optical field in a two-dimensional cross-sectional area
perpendicular to the lightwave propagating direction (wave vector) along a one-dimensional path
3.2.4
core
region(s) of an integrated optical waveguide (3.2.1), in which the optical power is mainly confined
3.2.5
cladding
material surrounding the waveguide (3.2.1) core (3.2.4)
Note 1 to entry: In contrast to optical fibres for integrated optical waveguides, the cladding often consists of
more than one material. Normally, it is necessary to distinguish between lower cladding and upper cladding due
to the planar fabrication process of integrated optical waveguides.
3.2.6
substrate
carrier onto or within which the integrated optical waveguide (3.2.1) is fabricated
3.2.7
superstrate
cladding (3.2.5) medium or layer structure with which the core (3.2.4) of the integrated optical
waveguide (3.2.1) is covered
Note 1 to entry: An electrode, for example, should not be considered as a superstrate. Although it covers the
waveguide, it does not influence the optical properties of the waveguide due to an optically insulating layer of
sufficient thickness.
3.3 Modes in integrated optical waveguides
3.3.1
mode
eigenfunction of Maxwell's equations, representing an electromagnetic field in a certain space domain
and belonging to a family of independent solutions defined by specific boundary conditions
Note 1 to entry: Each mode is defined according to its order in the vertical and horizontal directions and its
polarization, the latter being separated into TE- and TM-modes. The mode order is given by indexing TE and
ij
TM , where TE and TM represent the y- and x-direction of polarization, respectively. The symbols, i and j define
ij
the mode indices (the order) along x (horizontal) and y (vertical) respectively.
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ISO 11807-1:2021(E)
3.3.2
guided mode
electromagnetic wave whose electric field decays monotonically in the transverse direction everywhere
outside the core (3.2.4) and which does not lose power
3.3.3
TE mode
transverse electromagnetic wave, where the electric field vector is normal to the direction of
propagation; i.e., the electric field vector lies in the transverse plane (xy-plane)
Note 1 to entry: Strictly speaking, in strip waveguides, hybrid modes having a non-zero component of the electric
and magnetic field in the direction of propagation do exist. Pure TE- and TM-modes are only found in waveguides
with a corresponding geometry — for example in slab waveguides. For integrated optical waveguides in planar
substrates, the polarization state is usually defined relative to the substrate surface. In slab waveguides, the
electric field vector of TE modes lies in the y-direction, as a result of the choice of the coordinate system.
3.3.4
TM mode
transverse electromagnetic wave, where the magnetic field vector is normal to the direction of
propagation; i.e., the magnetic field vector lies in the transverse plane (xy-plane)
Note 1 to entry: In slab waveguides, the magnetic field vector of TM mode lies in the y-direction, as a result of the
choice of the coordinate system.
3.3.5
evanescent field
time varying electromagnetic field in an integrated optical waveguide (3.2.1) whose field amplitude
decays very rapidly and monotonically in the transverse direction outside the core (3.2.4), but without
an accompanying phase shift
3.3.6
leaky mode
mode (3.3.1) having an evanescent field (3.3.5) in the transverse direction outside the core (3.2.4) for a
finite distance but with an oscillating field in the transverse direction beyond that distance
Note 1 to entry: A leaky mode is attenuated due to radiation losses along the waveguide.
3.3.7
radiation mode
mode (3.3.1) which transfers power in the transverse direction everywhere external to the core (3.2.4)
3.3.8
single-mode waveguide
waveguide (3.2.1) which supports only one guided mode (3.3.2)
Note 1 to entry: The waveguide mode may consist of two orthogonal states of polarization.
3.3.9
multimode waveguide
waveguide (3.2.1) which supports more than one guided mode (3.3.2)
3.3.10
waveguide cutoff
transition of propagation mode (3.3.1) from being guided to being leaky or radiative
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3.3.11
cutoff wavelength
vacuum wavelength above which a given mode (3.3.1) is cutoff
Note 1 to entry: Due to the generally short length of integrated optical waveguides, the measured value strongly
depends on the waveguide structure. Therefore, special waveguide structures have to be fabricated to measure
the cutoff wavelength. The measurement methods known for optical fibres cannot be applied to integrated
optical waveguides.
Note 2 to entry: In fibre optics, the term cutoff wavelength is used to describe the cutoff wavelength of the second-
order mode. The reason is that the fundamental mode of a symmetrical dielectric waveguide has no cutoff and
the cutoff wavelength of the second order mode determines the single mode condition.
3.3.12
effective refractive index
DEPRECATED: equivalent refractive index
n
eff
ratio of the speed of light in vacuum to the phase velocity of the guided mode (3.3.2)
Note 1 to entry: The effective refractive index is determined by the waveguide dimensions and the refractive
index profile of the waveguide, including the medium adjacent to the core of the waveguide and the wavelength.
Each mode capable to propagate is characterized by its individual effective or equivalent refractive index.
Note 2 to entry: The term “effective refractive index” is defined by
β
n =
eff
k
0
where
β is the propagation constant of a mode in a waveguide;
k is the propagation constant of a plane wave in vacuum.
0
Note 3 to entry: The term “equ
...
NORME ISO
INTERNATIONALE 11807-1
Deuxième édition
2021-10
Optique intégrée — Vocabulaire —
Partie 1:
Termes fondamentaux et symboles
des guides d'onde optique
Integrated optics — Vocabulary —
Part 1: Optical waveguide basic terms and symbols
Numéro de référence
ISO 11807-1:2021(F)
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DOCUMENT PROTÉGÉ PAR COPYRIGHT
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Tous droits réservés. Sauf prescription différente ou nécessité dans le contexte de sa mise en œuvre, aucune partie de cette
publication ne peut être reproduite ni utilisée sous quelque forme que ce soit et par aucun procédé, électronique ou mécanique,
y compris la photocopie, ou la diffusion sur l’internet ou sur un intranet, sans autorisation écrite préalable. Une autorisation peut
être demandée à l’ISO à l’adresse ci-après ou au comité membre de l’ISO dans le pays du demandeur.
ISO copyright office
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CH-1214 Vernier, Genève
Tél.: +41 22 749 01 11
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Publié en Suisse
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ISO 11807-1:2021(F)
Sommaire Page
Avant-propos .iv
Introduction .v
1 Domaine d’application . 1
2 Références normatives .1
3 Termes et définitions . 1
3.1 Généralités . 1
3.2 Structures du guide d’onde . 2
3.3 Modes dans les guides d’ondes d’optique intégrée . 3
3.4 Distribution de l'indice de réfraction dans les guides d'onde d'optique intégrée . 5
3.5 Propriétés des guides d'onde d'optique intégrée . 8
3.6 Perte ou atténuation dans les guides d'onde d'optique intégrée . 9
Annexe A (informative) Système de coordonnées .13
Annexe B (informative) Symboles et unités .14
Bibliographie .15
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ISO 11807-1:2021(F)
Avant-propos
L'ISO (Organisation internationale de normalisation) est une fédération mondiale d'organismes
nationaux de normalisation (comités membres de I'ISO). L'élaboration des Normes internationales
est en général confiée aux comités techniques de I'ISO. Chaque comité membre intéressé par une
étude a le droit de faire partie du comité technique créé à cet effet. Les organisations internationales,
gouvernementales et non gouvernementales, en liaison avec l’ISO, participent également aux travaux.
L'ISO collabore étroitement avec la Commission électrotechnique internationale (IEC) en ce qui
concerne la normalisation électrotechnique.
Les procédures utilisées pour élaborer le présent document et celles destinées à sa mise à jour sont
décrites dans les Directives ISO/IEC, Partie 1. Il convient, en particulier, de prendre note des différents
critères d'approbation requis pour les différents types de documents ISO. Le présent document
a été rédigé conformément aux règles de rédaction données dans les Directives ISO/IEC, Partie 2
(voir www.iso.org/directives).
L'attention est attirée sur le fait que certains des éléments du présent document peuvent faire l'objet de
droits de propriété intellectuelle ou de droits analogues. L’ISO ne saurait être tenue pour responsable
de ne pas avoir identifié de tels droits de propriété et averti de leur existence. Les détails concernant
les références aux droits de propriété intellectuelle ou autres droits analogues identifiés lors de
l’élaboration du document sont indiqués dans l’Introduction et/ou dans la liste des déclarations de
brevets reçues par l’ISO (voir www.iso.org/brevets).
Les appellations commerciales éventuellement mentionnées dans le présent document sont données
pour information, par souci de commodité, à l’intention des utilisateurs et ne sauraient constituer un
engagement.
Pour une explication de la nature volontaire des normes, la signification des termes et expressions
spécifiques de l'ISO liés à l'évaluation de la conformité, ou pour toute information au sujet de l'adhésion
de l'ISO aux principes de l’Organisation mondiale du commerce (OMC) concernant les obstacles
techniques au commerce (OTC), voir le lien suivant : www.iso.org/iso/fr/avant-propos.
Le présent document a été élaboré par le Comité technique ISO/TC 172, Optique et photonique, sous-
comité SC 9, Systèmes électro-optiques, en collaboration avec le Comité Technique CEN/TC 123, Lasers
et photonique, du Comité Européen de Normalisation (CEN) conformément à l'Accord de coopération
technique entre l'ISO et le CEN (Accord de Vienne).
Cette deuxième édition annule et remplace la première édition (ISO 11807-1:2001), qui a fait l'objet
d'une révision technique.
Les principales modifications par rapport à l'édition précédente sont les suivantes:
— Les terminologies qui n'ont pas été fréquemment utilisées au cours des 5 à 10 dernières années sont
révisées pour correspondre aux tendances actuelles.
— Dans le cadre du processus de révision, les terminologies et les définitions sont comparées à des
définitions terminologiques similaires dans l'IEC et harmonisées.
Une liste de toutes les parties de la série ISO 11807 est disponible sur le site Internet de l’ISO.
Il convient que l’utilisateur adresse tout retour d’information ou toute question concernant le présent
document à l’organisme national de normalisation de son pays. Une liste exhaustive desdits organismes
se trouve à l’adresse www.iso.org/members.html.
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ISO 11807-1:2021(F)
Introduction
Le but du présent document est de clarifier les termes du domaine de «l'optique intégrée» et de définir
un vocabulaire unifié. Il est envisagé que le présent document soit révisée périodiquement pour adopter
les exigences des utilisateurs et des fournisseurs de produits d'optique intégrée. Il est prévu par la suite
d'ajouter les définitions d'autres Normes internationales traitant d'optique intégrée.
Certaines définitions sont en étroite relation avec celles données dans l'IEC 60050-731. À chaque fois
que cela peut conduire à une mauvaise compréhension, il convient d'utiliser optique intégrée et guide
d'onde d'optique intégrée avec le terme défini.
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NORME INTERNATIONALE ISO 11807-1:2021(F)
Optique intégrée — Vocabulaire —
Partie 1:
Termes fondamentaux et symboles des guides d'onde
optique
1 Domaine d’application
Le présent document définit les termes de base pour les dispositifs d'optique intégrée, leurs circuits et
leur éléments optiques. Ils trouvent leur application dans les domaines des communications optiques et
des détecteurs par exemple.
— Le système de coordonnées utilisé dans l’Article 3 est décrit à l'Annexe A.
— Les symboles et unités définis en détail dans l’Article 3 sont présentés dans le Tableau B.1.
2 Références normatives
Les documents suivants cités dans le texte constituent, pour tout ou partie de leur contenu, des
exigences du présent document. Pour les références datées, seule l’édition citée s’applique. Pour les
références non datées, la dernière édition du document de référence s'applique (y compris les éventuels
amendements).
ISO 11807-2, Optique intégrée — Vocabulaire — Partie 2: Termes utilisés pour la classification
ISO 14881, Optique intégrée — Interfaces — Paramètres caractérisant les propriétés de couplage
3 Termes et définitions
Pour les besoins du présent document, les termes et définitions donnés dans l’ISO 11807-2 et dans
l’ISO 14881 et les suivants s'appliquent.
L’ISO et l’IEC tiennent à jour des bases de données terminologiques destinées à être utilisées en
normalisation, consultables aux adresses suivantes:
— ISO Online browsing platform: disponible à l'adresse https:// www .iso .org/ obp
— IEC Electropedia: disponible à l'adresse https:// www .electropedia .org/
3.1 Généralités
3.1.1
optique intégrée
structures de guide d'onde (3.2.1) optique plane, fabriquées soit dans ou sur un substrat (3.2.6), incluant
les composants optiques nécessaires pour le couplage entrée et sortie du rayonnement optique
Note 1 à l'article: Dans ce contexte, le terme «plane» est utilisé pour introduire de petits écarts de planéité
associés aux lentilles Luneberg, par exemple. En utilisant un matériau adapté, il est possible d'intégrer à la fois les
fonctions opto-électroniques et purement optiques sur le même substrat. Le cas le plus simple est les électrodes
qui peuvent être utilisées pour contrôler les propriétés d'un guide d'onde. Il est également possible de fabriquer
des lasers et des détecteurs utilisant des matériaux semi-conducteurs composites.
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ISO 11807-1:2021(F)
Note 2 à l'article: Il est envisagé que les composants d'optique intégrée soient combinés avec d'autres
microtechnologies telles que microélectronique et micromécanique pour construire des systèmes plus
complexes. Toutefois, de tels systèmes sont au-delà du domaine du présent document qui sera limité uniquement
aux composants d'optique intégrée et à leurs interfaces immédiates (voir l'IEC 60050-731:1991, 06–43).
3.2 Structures du guide d’onde
3.2.1
guide d’onde
ligne de transmission conçue pour guider la puissance optique, constituée de structures qui guident le
rayonnement optique sur la base d'un plus grand indice de réfraction dans le cœur (3.2.4) et d'un plus
faible indice de réfraction dans le matériau avoisinant
Note 1 à l'article: Les ondes lumineuses dans un guide d'ondes se propagent selon des modes.
3.2.2
guide d’onde plan
guide d'ondes (3.2.1) qui confine le champ optique entre deux surfaces de guidage de la lumière
Note 1 à l'article: Voir Figure A.1 où le système de coordonnées cartésiennes est indiqué pour définir les
différentes terminologies relatives aux guides d'ondes.
Note 2 à l'article: Dans l’édition précédente “guide d'onde plane” était utilisé en synonyme.
3.2.3
microguide d’onde
guide d'ondes (3.2.1) qui confine le champ optique dans une section bidimensionnelle perpendiculaire
à la direction de propagation de l'onde lumineuse (vecteur d'ondes) le long d'un trajet unidimensionnel
3.2.4
cœur
la ou les région(s) d'un guide d'onde (3.2.1) d'optique intégrée dans laquelle la puissance optique est
principalement confinée
3.2.5
gaine
matériau entourant le cœur (3.2.4) du guide d’onde (3.2.1)
Note 1 à l'article: À l'inverse des fibres optiques, pour les guides d'onde d'optique intégrée la gaine est souvent
constituée de plusieurs matériaux. Normalement, il est nécessaire de distinguer entre la gaine inférieure et la
gaine supérieure, du fait du processus de fabrication plan des guides d'onde d'optique intégrée.
3.2.6
substrat
support sur ou à partir duquel le guide d'onde (3.2.1) d'optique intégrée est fabriqué
3.2.7
superstrat
milieu de gaine (3.2.5) ou structure de la couche avec lequel le cœur (3.2.4) du guide d'onde (3.2.1)
intégré est recouvert
Note 1 à l'article: Une électrode par exemple ne devrait pas être considérée comme un superstrat. Bien qu'elle
couvre le guide d'onde, elle n'influence pas les propriétés optiques du guide d'onde en raison d'une couche
optiquement isolante d'épaisseur suffisante.
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3.3 Modes dans les guides d’ondes d’optique intégrée
3.3.1
mode
une des solutions des équations de Maxwell, représentant un champ électromagnétique dans un certain
domaine spatial et appartenant à une famille de solutions indépendantes définies par des conditions
limites spécifiées
Note 1 à l'article: Chaque mode est défini selon son ordre dans les directions verticale et horizontale, et sa
polarisation, cette dernière étant séparée en mode TE et mode TM. L'ordre du mode est indiqué par un indice TE
ij
et TM , où TE et TM représentent respectivement les directions -y et -x de la polarisation respectivement. Les
ij
symboles i et j définissent les indices de mode (l'ordre) le long de x (horizontal) et y (vertical) respectivement.
3.3.2
mode guidé
onde électromagnétique dont le champ électrique s'affaiblit uniformément dans la direction
transversale à l’extérieur du cœur (3.2.4), et qui ne perd pas de puissance
3.3.3
mode TE
onde électromagnétique transversale, dans laquelle le vecteur de champ électrique est normal à
la direction de propagation; c'est-à-dire que le vecteur de champ électrique se trouve dans le plan
transversal (plan xy-)
Note 1 à l'article: Strictement parlant, dans les modes hybrides des microguides, qui ont la composante non nulle
du champ électrique et magnétique dans la direction de propagation, des modes hybrides existent. Les modes TE
et TM pures se trouvent uniquement dans des guides d'onde avec une géométrie spécifique, par exemple dans les
guides d'onde plans. Pour les guides d'onde d'optique intégrée dans les substrats plans, l'état de polarisation est
habituellement défini par rapport à la surface du substrat. Dans les guides d'ondes plans, le vecteur de champ
électrique du mode TE se trouve dans la direction y, en résultat de la définition.
3.3.4
TM mode
onde électromagnétique transversale, dans laquelle le vecteur de champ électrique est normal à
la direction de propagation; c'est-à-dire que le vecteur de champ électrique se trouve dans le plan
transversal (plan xy-)
Note 1 à l'article: Dans les guides d'ondes plans, le vecteur de champ électrique du mode TE se trouve dans la
direction y, en résultat du choix du système de coordonnées.
3.3.5
champ évanescent
champ électromagnétique dans un guide d'onde (3.2.1) d'optique intégrée, variant dans le temps,
dont l'amplitude de champ faiblit très rapidement et uniformément dans la direction transversale à
l'extérieur du cœur (3.2.4) mais sans modification de phase simultanée
3.3.6
mode de fuite
mode (3.3.1) caractérisé par un champ évanescent (3.3.5) dans la direction transversale extérieure
au cœur (3.2.4) pour une distance finie, mais qui possède un champ oscillatoire dans la direction
transversale en tout lieu au-delà de cette distance
Note 1 à l'article: Un mode de fuite est atténué par les pertes de rayonnement le long du guide d'onde.
3.3.7
mode rayonnant
mode (3.3.1) caractérisé par un transfert d'énergie dans la direction radiale en tout lieu à l'extérieur du
cœur (3.2.4)
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ISO 11807-1:2021(F)
3.3.8
guide d’onde simple-mode
guide d'onde (3.2.1) qui supporte seulement un mode guidé (3.3.2)
Note 1 à l'article: Le mode de guide d'onde peut consister en deux états de polarisation orthogonaux.
3.3.9
guide d’onde multi-mode
guide d'onde (3.2.1) qui supporte plus d'un mode guidé (3.3.2)
3.3.10
coupure du guide d’onde
transition d'un mode (3.3.1) de propagation à l’état guidé à un l’état fuyant ou rayonnant
3.3.11
longueur d’onde de coupure
〈mode guidé〉 longueur d'onde du vide au-dessus de laquelle un mode (3.3.1) donné est coupé
Note 1 à l'article: En raison de la longueur généralement courte des guides d'onde d'optique intégrée, la valeur
mesurée dépend étroitement de la structure du guide d'onde. En conséquence, des structures de guide d'onde
spéciales devraient être fabriquées pour mesurer la longueur d'onde de coupure. Les méthodes de mesure
connues pour les fibres optiques ne peuvent pas être appliquées aux guides d'onde d'optique intégrée.
Note 2 à l'article: Dans les fibres optiques, le terme «longueur d'onde de coupure» est utilisé pour décrire la
longueur d'onde de coupure du mode de second ordre. La raison est que le mode fondamental d'un guide d'onde
diélectrique symétrique n'a pas de coupure et la longueur d'onde de coupure du mode de second ordre détermine
la condition du mode simple.
3.3.12
indice de réfraction effectif
DEPRECIE: indice de réfraction équivalent
n
eff
rapport de la vitesse de la lumière dans le vide à la vitesse de phase d'un mode guidé (3.3.2)
Note 1 à l'article: L’indice de réfraction effectif est déterminé par les dimensions du guide d'onde et le profil
d'indice de réfraction du guide d'onde, incluant le milieu adjacent au cœur du guide d'onde et la longueur d'onde.
Chaque mode capable de propagation est caractérisé par son indice de réfraction effectif ou équivalent individuel.
Note 2 à l'article: Le terme «indice de réfraction effectif» est défini par:
β
n =
eff
k
0
où
β est la constante de propagation d'un mode dans un guide d'onde;
k est la constante de propagation d'une onde plane dans le vide.
0
Note 3 à l'articl
...
FINAL
INTERNATIONAL ISO/FDIS
DRAFT
STANDARD 11807-1
ISO/TC 172/SC 9
Integrated optics — Vocabulary —
Secretariat: DIN
Voting begins on:
Part 1:
2021-07-14
Optical waveguide basic terms and
Voting terminates on:
symbols
2021-09-08
Optique intégrée — Vocabulaire —
Partie 1: Termes fondamentaux et symboles des guides d'onde optique
ISO/CEN PARALLEL PROCESSING
RECIPIENTS OF THIS DRAFT ARE INVITED TO
SUBMIT, WITH THEIR COMMENTS, NOTIFICATION
OF ANY RELEVANT PATENT RIGHTS OF WHICH
THEY ARE AWARE AND TO PROVIDE SUPPOR TING
DOCUMENTATION.
IN ADDITION TO THEIR EVALUATION AS
Reference number
BEING ACCEPTABLE FOR INDUSTRIAL, TECHNO-
ISO/FDIS 11807-1:2021(E)
LOGICAL, COMMERCIAL AND USER PURPOSES,
DRAFT INTERNATIONAL STANDARDS MAY ON
OCCASION HAVE TO BE CONSIDERED IN THE
LIGHT OF THEIR POTENTIAL TO BECOME STAN-
DARDS TO WHICH REFERENCE MAY BE MADE IN
©
NATIONAL REGULATIONS. ISO 2021
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ISO/FDIS 11807-1:2021(E)
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© ISO 2021
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be reproduced or utilized otherwise in any form or by any means, electronic or mechanical, including photocopying, or posting
on the internet or an intranet, without prior written permission. Permission can be requested from either ISO at the address
below or ISO’s member body in the country of the requester.
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Published in Switzerland
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ISO/FDIS 11807-1:2021(E)
Contents Page
Foreword .iv
Introduction .v
1 Scope . 1
2 Normative references . 1
3 Terms and definitions . 1
3.1 General . 1
3.2 Waveguide structures . 2
3.3 Modes in integrated optical waveguides . 2
3.4 Refractive index distribution in integrated optical waveguides . 4
3.5 Properties of integrated optical waveguides . 8
3.6 Loss or attenuation in integrated optical waveguides . 8
Annex A (informative) Coordinate system .12
Annex B (informative) Symbols and units .13
Bibliography .14
© ISO 2021 – All rights reserved iii
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ISO/FDIS 11807-1:2021(E)
Foreword
ISO (the International Organization for Standardization) is a worldwide federation of national standards
bodies (ISO member bodies). The work of preparing International Standards is normally carried out
through ISO technical committees. Each member body interested in a subject for which a technical
committee has been established has the right to be represented on that committee. International
organizations, governmental and non-governmental, in liaison with ISO, also take part in the work.
ISO collaborates closely with the International Electrotechnical Commission (IEC) on all matters of
electrotechnical standardization.
The procedures used to develop this document and those intended for its further maintenance are
described in the ISO/IEC Directives, Part 1. In particular the different approval criteria needed for the
different types of ISO documents should be noted. This document was drafted in accordance with the
editorial rules of the ISO/IEC Directives, Part 2 (see www .iso .org/ directives).
Attention is drawn to the possibility that some of the elements of this document may be the subject of
patent rights. ISO shall not be held responsible for identifying any or all such patent rights. Details of
any patent rights identified during the development of the document will be in the Introduction and/or
on the ISO list of patent declarations received (see www .iso .org/ patents).
Any trade name used in this document is information given for the convenience of users and does not
constitute an endorsement.
For an explanation on the voluntary nature of standards, the meaning of ISO specific terms and
expressions related to conformity assessment, as well as information about ISO's adherence to the
World Trade Organization (WTO) principles in the Technical Barriers to Trade (TBT) see the following
URL: www .iso .org/ iso/ foreword .html.
This document was prepared by Technical Committee ISO/TC 172 Optics and photonics, Subcommittee
SC 9, Laser and electro optical systems, in collaboration with the European Committee for Standardization
(CEN) Technical Committee CEN/TC 123, Lasers and photonics, in accordance with the agreement on
technical cooperation between ISO and CEN (Vienna Agreement).
This second edition cancels and replaces the first edition (ISO 11807-1:2001), which has been technically
revised. The main changes compared to the previous edition are as follows:
— Terminologies that have not been frequently used over the last 5 to 10 years are revised to those
matching to current trends.
— In the revision process, terminologies and definitions are compared to similar terminology
definitions in IEC and harmonized.
A list of all parts of ISO 11807 can be found on the ISO website.
Any feedback or questions on this document should be directed to the user’s national standards body. A
complete listing of these bodies can be found at www .iso .org/ members .html .
iv © ISO 2021 – All rights reserved
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ISO/FDIS 11807-1:2021(E)
Introduction
The aim of this document is to clarify the terms of the field of “integrated optics” and to define a unified
vocabulary. It is expected that this document will be revised periodically to adopt the requirements of
customers and suppliers of integrated optical products. At a later stage, it is planned to add definitions
from other International Standards which deal with integrated optics.
Some of the definitions are closely related to definitions given in IEC 60050-731. Wherever this can lead
to misunderstanding, integrated optics or integrated optical waveguide should be used together with
the defined term.
© ISO 2021 – All rights reserved v
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FINAL DRAFT INTERNATIONAL STANDARD ISO/FDIS 11807-1:2021(E)
Integrated optics — Vocabulary —
Part 1:
Optical waveguide basic terms and symbols
1 Scope
This document defines basic terms for integrated optical devices, their related optical chips and optical
elements which find applications, for example, in the fields of optical communications and sensors.
— The coordinate system used in Clause 3 is described in Annex A.
— The symbols and units defined in detail in Clause 3 are listed in Annex B.
2 Normative references
The following documents are referred to in the text in such a way that some or all of their content
constitutes requirements of this document. For dated references, only the edition cited applies. For
undated references, the latest edition of the referenced document (including any amendments) applies.
ISO 11807-2, Integrated optics -- Vocabulary -- Part 2: Terms used in classification
ISO 14881, Integrated optics -- Interfaces -- Parameters relevant to coupling properties
3 Terms and definitions
For the purposes of this document, the terms and definitions given in ISO 11807-2 and ISO 14881 and
the following apply.
ISO and IEC maintain terminological databases for use in standardization at the following addresses:
— ISO Online browsing platform: available at https:// www .iso .org/ obp
— IEC Electropedia: available at https:// www .electropedia .org/
3.1 General
3.1.1
integrated optics
planar optical waveguide (3.2.1) structures, manufactured either in or on a substrate (3.2.6), including
the optical components necessary for the input and output coupling of lightwaves
Note 1 to entry: In this context the term “planar” is used to include small deviations from planarity which are
associated with Luneburg lenses, for example. By use of a suitable material, it is possible to integrate both
optoelectronic and purely optical functions on the same substrate. The simplest case is electrodes, which can
be used for controlling the properties of a waveguide. It is also possible to fabricate lasers and detectors using
compound semiconductor materials.
Note 2 to entry: It is envisaged that integrated optical components will be combined with other microtechnologies,
such as microelectronics and micromechanics, to build more complex systems. However, such systems are
beyond the scope of this part of ISO 11807, which will be concerned only with the integrated optical component
and its immediate interfaces (see IEC 60050-731:1991, 06-43).
© ISO 2021 – All rights reserved 1
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ISO/FDIS 11807-1:2021(E)
3.2 Waveguide structures
3.2.1
waveguide
transmission line designed to guide optical power consisting of structures which guide lightwaves on
the basis of a higher refractive index in the core (3.2.4) and a lower refractive index in the surrounding
material
Note 1 to entry: The lightwaves in a waveguide propagate in modes.
3.2.2
slab waveguide
waveguide (3.2.1) which confines the optical field between two light guiding parallel surfaces
Note 1 to entry: See Figure A.1 where the Cartesian coordinate system is indicated for defining the several
terminologies relating to waveguides.
Note 2 to entry: In the previous edition "planar waveguide" was used as a synonym.
3.2.3
strip waveguide
channel waveguide
waveguide (3.2.1) which confines the optical field in a two-dimensional cross-sectional area
perpendicular to the lightwave propagating direction (wave vector) along a one-dimensional path
3.2.4
core
region(s) of an integrated optical waveguide (3.2.1), in which the optical power is mainly confined
3.2.5
cladding
material surrounding the waveguide (3.2.1) core (3.2.4)
Note 1 to entry: In contrast to optical fibres for integrated optical waveguides, the cladding often consists of
more than one material. Normally, it is necessary to distinguish between lower cladding and upper cladding due
to the planar fabrication process of integrated optical waveguides.
3.2.6
substrate
carrier onto or within which the integrated optical waveguide (3.2.1) is fabricated
3.2.7
superstrate
cladding (3.2.5) medium or layer structure with which the core (3.2.4) of the integrated optical
waveguide (3.2.1) is covered
Note 1 to entry: An electrode, for example, should not be considered as a superstrate. Although it covers the
waveguide, it does not influence the optical properties of the waveguide due to an optically insulating layer of
sufficient thickness.
3.3 Modes in integrated optical waveguides
3.3.1
mode
eigenfunction of Maxwell's equations, representing an electromagnetic field in a certain space domain
and belonging to a family of independent solutions defined by specific boundary conditions
Note 1 to entry: Each mode is defined according to its order in the vertical and horizontal directions and its
polarization, the latter being separated into TE- and TM-modes. The mode order is given by indexing TE and
ij
TM , where TE and TM represent the y- and x-direction of polarization, respectively. The symbols, i and j define
ij
the mode indices (the order) along x (horizontal) and y (vertical) respectively.
2 © ISO 2021 – All rights reserved
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ISO/FDIS 11807-1:2021(E)
3.3.2
guided mode
electromagnetic wave whose electric field decays monotonically in the transverse direction everywhere
outside the core (3.2.4) and which does not lose power
3.3.3
TE mode
transverse electromagnetic wave, where the electric field vector is normal to the direction of
propagation; i.e., the electric field vector lies in the transverse plane (xy-plane).
Note 1 to entry: Strictly speaking, in strip waveguides, hybrid modes having a non-zero component of the electric
and magnetic field in the direction of propagation do exist. Pure TE- and TM-modes are only found in waveguides
with a corresponding geometry — for example in slab waveguides. For integrated optical waveguides in planar
substrates, the polarization state is usually defined relative to the substrate surface. In planar waveguides, the
electric field vector of TE modes lies in the y direction, as a result of the choice of the coordinate system.
3.3.4
TM mode
transverse electromagnetic wave, where the magnetic field vector is normal to the direction of
propagation; i.e., the magnetic field vector lies in the transverse plane (xy-plane).
Note 1 to entry: In planar waveguides, the magnetic field vector of TM mode lies in the y direction, as a result of
the choice of the coordinate system.
3.3.5
evanescent field
time varying electromagnetic field in an integrated optical waveguide (3.2.1) whose field amplitude
decays very rapidly and monotonically in the transverse direction outside the core (3.2.4), but without
an accompanying phase shift
3.3.6
leaky mode
mode (3.3.1) having an evanescent field (3.3.5) in the transverse direction outside the core (3.2.4) for a
finite distance but with an oscillating field in the transverse direction beyond that distance
Note 1 to entry: A leaky mode is attenuated due to radiation losses along the waveguide.
3.3.7
radiation mode
mode (3.3.1) which transfers power in the transverse direction everywhere external to the core (3.2.4)
3.3.8
single-mode waveguide
waveguide (3.2.1) which supports only one guided mode (3.3.2)
Note 1 to entry: The waveguide mode may consist of two orthogonal states of polarization.
3.3.9
multimode waveguide
waveguide (3.2.1) which supports more than one guided mode (3.3.2)
3.3.10
waveguide cutoff
transition of propagation mode (3.3.1) from being guided to being leaky or radiative
© ISO 2021 – All rights reserved 3
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ISO/FDIS 11807-1:2021(E)
3.3.11
cutoff wavelength
vacuum wavelength above which a given mode (3.3.1) is cutoff
Note 1 to entry: Due to the generally short length of integrated optical waveguides, the measured value strongly
depends on the waveguide structure. Therefore, special waveguide structures have to be fabricated to measure
the cutoff wavelength. The measurement methods known for optical fibres cannot be applied to integrated
optical waveguides.
Note 2 to entry: In fibre optics, the term cutoff wavelength is used to describe the cutoff wavelength of the second-
order mode. The reason is that the fundamental mode of a symmetrical dielectric waveguide has no cutoff and
the cutoff wavelength of the second order mode determines the single mode condition.
3.3.12
effective refractive index
DEPRECATED: equivalent refractive index
n
eff
ratio of the speed of light in vacuum to the phase velocity of the guided mode (3.3.2)
Note 1 to entry: The effective refractive index is determined by the waveguide dimensions and the refractive
index profile of the waveguide, including the medium adjacent to the core of the waveguide and the wavelength.
Each mode capable to propagate is characterized by its individual effective or equivalent refractive
...
PROJET
NORME ISO/FDIS
FINAL
INTERNATIONALE 11807-1
ISO/TC 172/SC 9
Optique intégrée — Vocabulaire —
Secrétariat: DIN
Début de vote:
Partie 1:
2021-07-14
Termes fondamentaux et symboles
Vote clos le:
des guides d'onde optique
2021-09-08
Integrated optics — Vocabulary —
Part 1: Optical waveguide basic terms and symbols
LES DESTINATAIRES DU PRÉSENT PROJET SONT
INVITÉS À PRÉSENTER, AVEC LEURS OBSER-
VATIONS, NOTIFICATION DES DROITS DE PRO-
TRAITEMENT PARALLÈLE ISO/CEN
PRIÉTÉ DONT ILS AURAIENT ÉVENTUELLEMENT
CONNAISSANCE ET À FOURNIR UNE DOCUMEN-
TATION EXPLICATIVE.
OUTRE LE FAIT D’ÊTRE EXAMINÉS POUR
ÉTABLIR S’ILS SONT ACCEPTABLES À DES FINS
INDUSTRIELLES, TECHNOLOGIQUES ET COM-
Numéro de référence
MERCIALES, AINSI QUE DU POINT DE VUE
ISO/FDIS 11807-1:2021(F)
DES UTILISATEURS, LES PROJETS DE NORMES
INTERNATIONALES DOIVENT PARFOIS ÊTRE
CONSIDÉRÉS DU POINT DE VUE DE LEUR POSSI-
BILITÉ DE DEVENIR DES NORMES POUVANT
SERVIR DE RÉFÉRENCE DANS LA RÉGLEMENTA-
©
TION NATIONALE. ISO 2021
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ISO/FDIS 11807-1:2021(F)
DOCUMENT PROTÉGÉ PAR COPYRIGHT
© ISO 2021
Tous droits réservés. Sauf prescription différente ou nécessité dans le contexte de sa mise en œuvre, aucune partie de cette
publication ne peut être reproduite ni utilisée sous quelque forme que ce soit et par aucun procédé, électronique ou mécanique,
y compris la photocopie, ou la diffusion sur l’internet ou sur un intranet, sans autorisation écrite préalable. Une autorisation peut
être demandée à l’ISO à l’adresse ci-après ou au comité membre de l’ISO dans le pays du demandeur.
ISO copyright office
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Publié en Suisse
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ISO/FDIS 11807-1:2021(F)
Sommaire Page
Avant-propos .iv
Introduction .v
1 Domaine d’application . 1
2 Références normatives . 1
3 Termes et définitions . 1
3.1 Généralités . 1
3.2 Structures du guide d’onde . 2
3.3 Modes dans les guides d’ondes d’optique intégrée . 3
3.4 Distribution de l'indice de réfraction dans les guides d'onde d'optique intégrée . 5
3.5 Propriétés des guides d'onde d'optique intégrée . 8
3.6 Perte ou atténuation dans les guides d'onde d'optique intégrée . 9
Annexe A (informative) Système de coordonnées .13
Annexe B (informative) Symboles et unités .14
Bibliographie .15
© ISO 2021 – Tous droits réservés iii
---------------------- Page: 3 ----------------------
ISO/FDIS 11807-1:2021(F)
Avant-propos
L'ISO (Organisation internationale de normalisation) est une fédération mondiale d'organismes
nationaux de normalisation (comités membres de I'ISO). L'élaboration des Normes internationales
est en général confiée aux comités techniques de I'ISO. Chaque comité membre intéressé par une
étude a le droit de faire partie du comité technique créé à cet effet. Les organisations internationales,
gouvernementales et non gouvernementales, en liaison avec l’ISO, participent également aux travaux.
L'ISO collabore étroitement avec la Commission électrotechnique internationale (IEC) en ce qui
concerne la normalisation électrotechnique.
Les procédures utilisées pour élaborer le présent document et celles destinées à sa mise à jour sont
décrites dans les Directives ISO/IEC, Partie 1. Il convient, en particulier, de prendre note des différents
critères d'approbation requis pour les différents types de documents ISO. Le présent document a été
rédigé conformément aux règles de rédaction données dans les Directives ISO/IEC, Partie 2 (voir www
.iso .org/ directives).
L'attention est attirée sur le fait que certains des éléments du présent document peuvent faire l'objet de
droits de propriété intellectuelle ou de droits analogues. L’ISO ne saurait être tenue pour responsable
de ne pas avoir identifié de tels droits de propriété et averti de leur existence. Les détails concernant
les références aux droits de propriété intellectuelle ou autres droits analogues identifiés lors de
l’élaboration du document sont indiqués dans l’Introduction et/ou dans la liste des déclarations de
brevets reçues par l’ISO (voir www .iso .org/ brevets).
Les appellations commerciales éventuellement mentionnées dans le présent document sont données
pour information, par souci de commodité, à l’intention des utilisateurs et ne sauraient constituer un
engagement.
Pour une explication de la nature volontaire des normes, la signification des termes et expressions
spécifiques de l'ISO liés à l'évaluation de la conformité, ou pour toute information au sujet de l'adhésion
de l'ISO aux principes de l’Organisation mondiale du commerce (OMC) concernant les obstacles
techniques au commerce (OTC), voir le lien suivant : www .iso .org/ iso/ fr/ avant -propos.
Le présent document a été élaboré par le Comité technique ISO/TC 172, Optique et photonique, sous-
comité SC 9, Systèmes électro-optiques, en collaboration avec le Comité Technique CEN/TC 123, Lasers
et photonique, du Comité Européen de Normalisation (CEN) conformément à l'Accord de coopération
technique entre l'ISO et le CEN (Accord de Vienne).
Cette deuxième édition annule et remplace la première édition (ISO 11807-1:2001), qui a fait l'objet
d'une révision technique.
Les principales modifications par rapport à l'édition précédente sont les suivantes:
— Les terminologies qui n'ont pas été fréquemment utilisées au cours des 5 à 10 dernières années sont
révisées pour correspondre aux tendances actuelles.
— Dans le cadre du processus de révision, les terminologies et les définitions sont comparées à des
définitions terminologiques similaires dans la CEI et harmonisées.
Une liste de toutes les parties de la série ISO 11807 est disponible sur le site Internet de l’ISO.
Il convient que l’utilisateur adresse tout retour d’information ou toute question concernant le présent
document à l’organisme national de normalisation de son pays. Une liste exhaustive desdits organismes
se trouve à l’adresse www .iso .org/ members .html .
iv © ISO 2021 – Tous droits réservés
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ISO/FDIS 11807-1:2021(F)
Introduction
Le but du présent document est de clarifier les termes du domaine de «l'optique intégrée» et de définir
un vocabulaire unifié. Il est envisagé que le présent document soit révisée périodiquement pour adopter
les exigences des utilisateurs et des fournisseurs de produits d'optique intégrée. Il est prévu par la suite
d'ajouter les définitions d'autres Normes internationales traitant d'optique intégrée.
Certaines définitions sont en étroite relation avec celles données dans la CEI 60050-731. À chaque fois
que cela peut conduire à une mauvaise compréhension, il convient d'utiliser optique intégrée et guide
d'onde d'optique intégrée avec le terme défini.
© ISO 2021 – Tous droits réservés v
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PROJET FINAL DE NORME INTERNATIONALE ISO/FDIS 11807-1:2021(F)
Optique intégrée — Vocabulaire —
Partie 1:
Termes fondamentaux et symboles des guides d'onde
optique
1 Domaine d’application
Le présent document définit les termes de base pour les dispositifs d'optique intégrée, leurs circuits et
leur éléments optiques. Ils trouvent leur application dans les domaines des communications optiques et
des détecteurs par exemple.
— Le système de coordonnées utilisé dans à l’Article 3 est décrit à l'Annexe A.
— Les symboles et unités définis en détail dans l’article 3 sont présentés dans le Tableau B.1.
2 Références normatives
Les documents suivants cités dans le texte constituent, pour tout ou partie de leur contenu, des
exigences du présent document. Pour les références datées, seule l’édition citée s’applique. Pour les
références non datées, la dernière édition du document de référence s'applique (y compris les éventuels
amendements).
ISO 11807-2, Optique intégrée — Vocabulaire — Partie 2: Termes utilisés pour la classification
ISO 14881, Optique intégrée — Interfaces — Paramètres caractérisant les propriétés de couplage
3 Termes et définitions
Pour les besoins du présent document, les termes et définitions donnés dans l’ISO 11807-2 et dans
l’ISO 14881 et les suivants s'appliquent.
L’ISO et l’IEC tiennent à jour des bases de données terminologiques destinées à être utilisées en
normalisation, consultables aux adresses suivantes:
— ISO Online browsing platform: disponible à l'adresse https:// www .iso .org/ obp
— IEC Electropedia: disponible à l'adresse https:// www .electropedia .org/
3.1 Généralités
3.1.1
optique intégrée
structures de guide d'onde (3.2.1) optique plane, fabriquées soit dans ou sur un substrat (3.2.6), incluant
les composants optiques nécessaires pour le couplage entrée et sortie du rayonnement optique
Note 1 à l'article: Dans ce contexte, le terme «plane» est utilisé pour introduire de petits écarts de planéité
associés aux lentilles Luneberg, par exemple. En utilisant un matériau adapté, il est possible d'intégrer à la fois les
fonctions opto-électroniques et purement optiques sur le même substrat. Le cas le plus simple est les électrodes
qui peuvent être utilisées pour contrôler les propriétés d'un guide d'onde. Il est également possible de fabriquer
des lasers et des détecteurs utilisant des matériaux semi-conducteurs composites.
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ISO/FDIS 11807-1:2021(F)
Note 2 à l'article: Il est envisagé que les composants d'optique intégrée soient combinés avec d'autres
microtechnologies telles que microélectronique et micromécanique pour construire des systèmes plus
complexes. Toutefois, de tels systèmes sont au-delà du domaine de la présente partie de l’ISO 11807 qui sera
limitée uniquement aux composants d'optique intégrée et à leurs interfaces immédiates (voir la CEI 60050-
731:1991, 06–43) .
3.2 Structures du guide d’onde
3.2.1
guide d’onde
ligne de transmission conçue pour guider la puissance optique, constituée de structures qui guident le
rayonnement optique sur la base d'un plus grand indice de réfraction dans le cœur (3.2.4) et d'un plus
faible indice de réfraction dans le matériau avoisinant
Note 1 à l'article: Les ondes lumineuses dans un guide d'ondes se propagent selon des modes.
3.2.2
guide d’onde plan
guide d'ondes (3.2.1) qui confine le champ optique entre deux surfaces de guidage de la lumière
Note 1 à l'article: Voir Figure A.1 où le système de coordonnées cartésiennes est indiqué pour définir les
différentes terminologies relatives aux guides d'ondes.
Note 2 à l'article: Dans l’édition précédente “guide d'onde plane” était utilisé en synonyme.
3.2.3
microguide d’onde
guide d'ondes (3.2.1) qui confine le champ optique dans une section bidimensionnelle perpendiculaire
à la direction de propagation de l'onde lumineuse (vecteur d'ondes) le long d'un trajet unidimensionnel
3.2.4
cœur
la ou les région(s) d'un guide d'onde (3.2.1) d'optique intégrée dans laquelle la puissance optique est
principalement confinée
3.2.5
gaine
matériau entourant le cœur (3.2.4) du guide d’onde (3.2.1)
Note 1 à l'article: À l'inverse des fibres optiques, pour les guides d'onde d'optique intégrée la gaine est souvent
constituée de plusieurs matériaux. Normalement, il est nécessaire de distinguer entre la gaine inférieure et la
gaine supérieure, du fait du processus de fabrication plan des guides d'onde d'optique intégrée.
3.2.6
substrat
support sur ou à partir duquel le guide d'onde (3.2.1) d'optique intégrée est fabriqué
3.2.7
superstrat
milieu de gaine (3.2.5)ou structure de la couche avec lequel le cœur (3.2.4) du guide d'onde (3.2.1)
intégré est recouvert
Note 1 à l'article: Une électrode par exemple ne devrait pas être considérée comme un superstrat. Bien qu'elle
couvre le guide d'onde, elle n'influence pas les propriétés optiques du guide d'onde en raison d'une couche
optiquement isolante d'épaisseur suffisante.
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ISO/FDIS 11807-1:2021(F)
3.3 Modes dans les guides d’ondes d’optique intégrée
3.3.1
mode
une des solutions des équations de Maxwell, représentant un champ électromagnétique dans un certain
domaine spatial et appartenant à une famille de solutions indépendantes définies par des conditions
limites spécifiées
Note 1 à l'article: Chaque mode est défini selon son ordre dans les directions verticale et horizontale, et sa
polarisation, cette dernière étant séparée en mode TE et mode TM. L'ordre du mode est indiqué par un indice TE
ij
et TM , où TE et TM représentent respectivement les directions -y et -x de la polarisation respectivement. Les
ij
symboles i et j définissent les indices de mode (l'ordre) le long de x (horizontal) et y (vertical) respectivement.
3.3.2
mode guidé
onde électromagnétique dont le champ électrique s'affaiblit uniformément dans la direction
transversale à l’extérieur du cœur (3.2.4), et qui ne perd pas de puissance
3.3.3
mode TE
onde électromagnétique transversale, dans laquelle le vecteur de champ électrique est normal à
la direction de propagation ; c'est-à-dire que le vecteur de champ électrique se trouve dans le plan
transversal (plan xy-)
Note 1 à l'article: Strictement parlant, dans les modes hybrides des microguides, qui ont la composante non nulle
du champ électrique et magnétique dans la direction de propagation, des modes hybrides existent. Les modes TE
et TM pures se trouvent uniquement dans des guides d'onde avec une géométrie spécifique, par exemple dans les
guides d'onde plans. Pour les guides d'onde d'optique intégrée dans les substrats plans, l'état de polarisation est
habituellement défini par rapport à la surface du substrat. Dans les guides d'ondes planaires, le vecteur de champ
électrique du mode TE se trouve dans la direction y, en résultat de la définition.
3.3.4
TM mode
onde électromagnétique transversale, dans laquelle le vecteur de champ électrique est normal à
la direction de propagation ; c'est-à-dire que le vecteur de champ électrique se trouve dans le plan
transversal (plan xy-)
Note 1 à l'article: Dans les guides d'ondes planaires, le vecteur de champ électrique du mode TE se trouve dans la
direction y, en résultat du choix du système de coordonnées.
3.3.5
champ évanescent
champ électromagnétique dans un guide d'onde (3.2.1) d'optique intégrée, variant dans le temps,
dont l'amplitude de champ faiblit très rapidement et uniformément dans la direction transversale à
l'extérieur du cœur (3.2.4) mais sans modification de phase simultanée
3.3.6
mode de fuite
mode (3.3.1) caractérisé par un champ évanescent (3.3.5) dans la direction transversale extérieure
au cœur (3.2.4) pour une distance finie, mais qui possède un champ oscillatoire dans la direction
transversale en tout lieu au-delà de cette distance
Note 1 à l'article: Un mode de fuite est atténué par les pertes de rayonnement le long du guide d'onde.
3.3.7
mode rayonnant
mode (3.3.1) caractérisé par un transfert d'énergie dans la direction radiale en tout lieu à l'extérieur du
cœur (3.2.4)
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3.3.8
guide d’onde simple-mode
guide d'onde (3.2.1) qui supporte seulement un mode guidé (3.3.2)
Note 1 à l'article: Le mode de guide d'onde peut consister en deux états de polarisation orthogonaux.
3.3.9
guide d’onde multi-mode
guide d'onde (3.2.1) qui supporte plus d'un mode guidé (3.3.2)
3.3.10
coupure du guide d’onde
transition d'un mode (3.3.1) de propagation à l’état guidé à un l’état fuyant ou rayonnant
3.3.11
longueur d’onde de coupure
〈mode guidé〉 longueur d'onde du vide au-dessus de laquelle un mode (3.3.1) donné est coupé
Note 1 à l'article: En raison de la longueur généralement courte des guides d'onde d'optique intégrée, la valeur
mesurée dépend étroitement de la structure du guide d'onde. En conséquence, des structures de guide d'onde
spéciales devraient être fabriquées pour mesurer la longueur d'onde de coupure. Les méthodes de mesure
connues pour les fibres optiques ne peuvent pas être appliquées aux guides d'onde d'optique intégrée.
Note 2 à l'article: Dans les fibres optiques, le terme «longueur d'onde de coupure» est utilisé pour décrire la
longueur d'onde de coupure du mode de second ordre. La raison est que le mode fondamental d'un guide d'onde
diélectrique symétrique n'a pas de coupure et la longueur d'onde de coupure du mode de second ordre détermine
la condition du mode simple.
3.3.12
indice de réfraction effectif
DEPRECIE : indice de réfraction équivalent
n
eff
rapport de la vitesse de la lumière dans le vide à la vitesse de phase d'un mode guidé (3.3.2)
Note 1 à l'article: L’indice de réfraction effectif est déterminé par les dimensions du guide d'onde et le profil
d'indice de réfraction du guide d'onde, incluant le milieu adjacent au cœur du guide d'onde et la longueur d'onde.
Chaque mode capable de propagation est caractérisé par son indice de réfraction ef
...
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