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.

General Information

Status
Published
Publication Date
11-Oct-2021
Current Stage
6060 - International Standard published
Start Date
12-Oct-2021
Completion Date
12-Oct-2021
Ref Project

RELATIONS

Buy Standard

Standard
ISO 11807-1:2021 - Integrated optics -- Vocabulary
English language
14 pages
sale 15% off
Preview
sale 15% off
Preview
Standard
ISO 11807-1:2021 - Optique intégrée -- Vocabulaire
French language
15 pages
sale 15% off
Preview
sale 15% off
Preview
Draft
ISO/FDIS 11807-1:Version 10-jul-2021 - Integrated optics -- Vocabulary
English language
14 pages
sale 15% off
Preview
sale 15% off
Preview
Draft
ISO/FDIS 11807-1:Version 21-avg-2021 - Optique intégrée -- Vocabulaire
French language
14 pages
sale 15% off
Preview
sale 15% off
Preview

Standards Content (sample)

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)
© ISO 2021
---------------------- Page: 1 ----------------------
ISO 11807-1:2021(E)
COPYRIGHT PROTECTED DOCUMENT
© ISO 2021

All rights reserved. Unless otherwise specified, or required in the context of its implementation, no part of this publication may

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.
ISO copyright office
CP 401 • Ch. de Blandonnet 8
CH-1214 Vernier, Geneva
Phone: +41 22 749 01 11
Email: copyright@iso.org
Website: www.iso.org
Published in Switzerland
© ISO 2021 – All rights reserved
---------------------- Page: 2 ----------------------
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

iii
© ISO 2021 – All rights reserved
---------------------- Page: 3 ----------------------
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 .
© ISO 2021 – All rights reserved
---------------------- Page: 4 ----------------------
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.
© ISO 2021 – All rights reserved
---------------------- Page: 5 ----------------------
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).
© ISO 2021 – All rights reserved
---------------------- Page: 6 ----------------------
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

TM , where TE and TM represent the y- and x-direction of polarization, respectively. The symbols, i and j define

the mode indices (the order) along x (horizontal) and y (vertical) respectively.
© ISO 2021 – All rights reserved
---------------------- Page: 7 ----------------------
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

© ISO 2021 – All rights reserved
---------------------- Page: 8 ----------------------
ISO 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
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
n =
eff
where
β is the propagation constant of a mode in a waveguide;
k is the propagation constant of a plane wave in vacuum.
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)
© ISO 2021
---------------------- Page: 1 ----------------------
ISO 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
Case postale 401 • Ch. de Blandonnet 8
CH-1214 Vernier, Genève
Tél.: +41 22 749 01 11
E-mail: copyright@iso.org
Web: www.iso.org
Publié en Suisse
© ISO 2021 – Tous droits réservés
---------------------- Page: 2 ----------------------
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

iii
© ISO 2021 – Tous droits réservés
---------------------- Page: 3 ----------------------
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.
© ISO 2021 – Tous droits réservés
---------------------- Page: 4 ----------------------
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.
© ISO 2021 – Tous droits réservés
---------------------- Page: 5 ----------------------
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.

© ISO 2021 – Tous droits réservés
---------------------- Page: 6 ----------------------
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.
© ISO 2021 – Tous droits réservés
---------------------- Page: 7 ----------------------
ISO 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

et TM , où TE et TM représentent respectivement les directions -y et -x de la polarisation respectivement. Les

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)
© ISO 2021 – Tous droits réservés
---------------------- Page: 8 ----------------------
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
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:
n =
eff
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.
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
---------------------- Page: 1 ----------------------
ISO/FDIS 11807-1:2021(E)
COPYRIGHT PROTECTED DOCUMENT
© ISO 2021

All rights reserved. Unless otherwise specified, or required in the context of its implementation, no part of this publication may

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.
ISO copyright office
CP 401 • Ch. de Blandonnet 8
CH-1214 Vernier, Geneva
Phone: +41 22 749 01 11
Email: copyright@iso.org
Website: www.iso.org
Published in Switzerland
ii © ISO 2021 – All rights reserved
---------------------- Page: 2 ----------------------
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
---------------------- Page: 3 ----------------------
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
---------------------- Page: 4 ----------------------
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
---------------------- Page: 5 ----------------------
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
---------------------- Page: 6 ----------------------
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

TM , where TE and TM represent the y- and x-direction of polarization, respectively. The symbols, i and j define

the mode indices (the order) along x (horizontal) and y (vertical) respectively.
2 © ISO 2021 – All rights reserved
---------------------- Page: 7 ----------------------
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
---------------------- Page: 8 ----------------------
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
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
---------------------- Page: 1 ----------------------
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
Case postale 401 • Ch. de Blandonnet 8
CH-1214 Vernier, Genève
Tél.: +41 22 749 01 11
E-mail: copyright@iso.org
Web: www.iso.org
Publié en Suisse
ii © ISO 2021 – Tous droits réservés
---------------------- Page: 2 ----------------------
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
---------------------- Page: 4 ----------------------
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
---------------------- Page: 5 ----------------------
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.

© ISO 2021 – Tous droits réservés 1
---------------------- Page: 6 ----------------------
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.
2 © ISO 2021 – Tous droits réservés
---------------------- Page: 7 ----------------------
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

et TM , où TE et TM représentent respectivement les directions -y et -x de la polarisation respectivement. Les

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)
© ISO 2021 – Tous droits réservés 3
---------------------- Page: 8 ----------------------
ISO/FDIS 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
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

...

Questions, Comments and Discussion

Ask us and Technical Secretary will try to provide an answer. You can facilitate discussion about the standard in here.