Силицијумска фотоникапасивне компоненте
Постоји неколико кључних пасивних компоненти у силицијумској фотоници. Једна од њих је површински емитујућа решеткаста спрежница, као што је приказано на слици 1А. Она се састоји од јаке решетке у таласоводу чија је период приближно једнак таласној дужини светлосног таласа у таласоводу. Ово омогућава да се светлост емитује или прима нормално на површину, што је чини идеалном за мерења на нивоу плочице и/или спрезање са влакном. Решетчасте спрежнице су донекле јединствене за силицијумску фотонику по томе што захтевају висок контраст вертикалног индекса. На пример, ако покушате да направите решеткасту спрежницу у конвенционалном InP таласоводу, светлост цури директно у подлогу уместо да се емитује вертикално, јер решеткаста таласовода има нижи просечни индекс преламања од подлоге. Да би то функционисало у InP-у, материјал се мора ископати испод решетке да би се она суспендовала, као што је приказано на слици 1Б.
Слика 1: површински емитујуће једнодимензионалне решеткасте спрежнице у силицијуму (А) и InP (Б). На (А), сива и светлоплава представљају силицијум и силицијум диоксид, респективно. На (Б), црвена и наранџаста представљају InGaAsP и InP, респективно. Слике (Ц) и (Д) су слике добијене скенирајућом електронском микроскопијом (СЕМ) конзолне InP спрежнице са решетком.
Још једна кључна компонента је конвертор величине тачке (SSC) измеђуоптички таласоводи влакно, које претвара мод од око 0,5 × 1 μm2 у силицијумском таласоводу у мод од око 10 × 10 μm2 у влакну. Типичан приступ је коришћење структуре која се назива инверзни конус, у којој се таласовод постепено сужава до малог врха, што резултира значајним ширењемоптичкимодни део. Овај мод може бити ухваћен помоћу окачених стаклених таласоводних система, као што је приказано на слици 2. Са таквим SSC-ом, губитак спрезања мањи од 1,5 dB се лако постиже.
Слика 2: Конвертор величине шаблона за силицијумске жичане таласоводе. Силицијумски материјал формира инверзну конусну структуру унутар окаченог стакленог таласовода. Силицијумска подлога је нагризана испод окаченог стакленог таласовода.
Кључна пасивна компонента је разделник поларизационог снопа. Неки примери разделника поларизационог снопа приказани су на слици 3. Први је Мах-Зендеров интерферометар (MZI), где свака рука има различиту двопреламаност. Други је једноставан усмерени спрежник. Двопреламаност облика типичног силицијумског жичаног таласовода је веома висока, тако да трансверзална магнетна (TM) поларизована светлост може бити потпуно спрегнута, док трансверзална електрична (TE) поларизована светлост може бити готово раздвојена. Трећи је решеткасти спрежник, код кога је влакно постављено под углом тако да је TE поларизована светлост спрегнута у једном смеру, а TM поларизована светлост спрегнута у другом. Четврти је дводимензионални решеткасти спрежник. Модови влакана чија су електрична поља нормална на смер простирања таласовода спрегнути су са одговарајућим таласоводом. Влакно може бити нагнуто и спрегнуто са два таласовода, или нормално на површину и спрегнуто са четири таласовода. Додатна предност дводимензионалних решеткастих спрежница је то што делују као ротатори поларизације, што значи да сва светлост на чипу има исту поларизацију, али се у влакну користе две ортогоналне поларизације.
Слика 3: Вишеструки поларизациони разделници.
Време објаве: 16. јул 2024.