By spatial periodic illumination, the photo-induced plasma grating in a semiconductor image guide is modelled as permittivity modulated waveguide and is analysed by effective dielectric constant (EDO) method and cascading matrix approach. A vertically two-layered dielectric structure with lossy homogeneous plasma density layer is used as a model for the plasma loaded image guide. The variation of phase and attenuation constants of the waveguide versus plasma density as well as the stopband reflection spectra of the grating structure are investigated. Numerical results for the lowest-order mode are presented and discussed considering a rectangular GaAs image guide at W-band frequencies.Übersicht Das mittels örtlich-periodischer optischer Anregung induzierte Plasma-Gitter in einer Bildleitung mit einem Dielektrikum aus Halbleitersubstrat wird als Wellenleiter mit periodisch gestörtem Permittivitätsprofil beschrieben und mittels der Methode der effektiven Dielektrizitätskonstante und der Theorie der Kettenparameter analysiert. Einsatz findet hierbei eine vertikal zweifach geschichtete dielektrische Struktur mit einer verlustbehafteten Plasmaschicht homogener Dichte als Modell der optisch angeregten Bildleitung. Diese Arbeit untersucht die Änderung des Phasen-und Dämpfungsmaßes des Wellenleiters sowie den selektiven Reflexionsfaktor des Gitters in Abhängigkeit der Plasmadichte. Numerische Ergebnisse werden am Beispiel des niedrigsten ausbreitungsfähigen Wellentyps einer GaAs-Bildleitung im W-Band angegeben. Für die Dokumentation Millimeterwellen-Photonik / Optisch gesteuertes Millimeterwellenbauelement / Plasma-Gitter / Bildleitung / Dielektrischer Wellenleiter 152

The propagation characteristics of an optoelectronically induced plasma grating on a single moded silicon–quartz image guide are experimentally investigated at W‐band frequencies and compared with theoretical results based on a transversal homogeneous plasma profile. Because of the long diffusion lengths of the silicon semiconductor considered, an optimum carrier density and, hence, an optimum optical power density is found which results in a maximum magnitude of plasma‐induced grating reflection coefficient. To understand the behavior of the reflection coefficient versus charge carrier density, the variation of phase and attenuation constants as a function of carrier density in the dark and excited waveguide sections are investigated. © 2006 Wiley Periodicals, Inc. Microwave Opt Technol Lett 48: 1928–1932, 2006; Published online in Wiley InterScience (www.interscience.wiley.com). DOI 10.1002/mop.21835

ABSTRACT:

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