Silisiumfotonikkpassive komponenter
Det er flere viktige passive komponenter i silisiumfotonikk. En av disse er en overflatemitterende ristekobling, som vist i figur 1A. Den består av et sterkt gitter i bølgelederen hvis periode er omtrent lik bølgelengden til lysbølgen i bølgelederen. Dette gjør at lyset kan sendes ut eller mottatt vinkelrett på overflaten, noe som gjør det ideelt for målinger på skivenivå og/eller kobling til fiberen. Ristkoblinger er noe unike for silisiumfotonikk ved at de krever høy vertikal indekskontrast. For eksempel, hvis du prøver å lage en ristekobling i en konvensjonell INP -bølgeleder, lekker lyset direkte inn i underlaget i stedet for å bli utsendt vertikalt fordi gitterbølgelederen har en lavere gjennomsnittlig brytningsindeks enn underlaget. For å få det til å fungere i INP, må materialet graves ut under gitteret for å suspendere det, som vist i figur 1B.
Figur 1: Overflate-emitterende endimensjonale gitterkoblinger i silisium (A) og INP (B). I (a) representerer grå og lyseblått silisium og silika. I (b) representerer rød og oransje Ingaasp og INP. Figurene (C) og (D) er skanningselektronmikroskop (SEM) bilder av en IP -suspendert utkragingsgitterkobling.
En annen nøkkelkomponent er spot-size-omformeren (SSC) mellomOptisk bølgelederog fiberen, som konverterer en modus på omtrent 0,5 × 1 μm2 i silisiumbølgelederen til en modus på omtrent 10 × 10 um2 i fiberen. En typisk tilnærming er å bruke en struktur som kalles den omvendte avsmalningen, der bølgelederen gradvis smalner til et lite spiss, noe som resulterer i en betydelig utvidelse avoptiskmoduslapp. Denne modusen kan fanges opp av en suspendert glassbølgeleder, som vist i figur 2. med en slik SSC, oppnås koblingstapet på mindre enn 1,5 dB.
Figur 2: Mønsterstørrelsesomformer for silisiumtrådbølgeledere. Silisiummaterialet danner en omvendt konisk struktur inne i den suspenderte glassbølgelederen. Silisiumsubstratet er blitt etset bort under den suspenderte glassbølgelederen.
Den viktigste passive komponenten er polarisasjonsstrålesplitteren. Noen eksempler på polarisasjonssplitter er vist i figur 3. Den første er et Mach-Zender-interferometer (MZI), der hver arm har en annen birefringence. Den andre er en enkel retningsoppgave. Formen birefringence av en typisk silisiumtrådbølgeleder er veldig høy, så tverrgående magnetisk (TM) polarisert lys kan kobles helt, mens tverrgående elektrisk (TE) polarisert lys nesten ikke kan kobles fra. Den tredje er en ristekobling, der fiberen er plassert i en vinkel slik at TE -polarisert lys er koblet i den ene retningen og TM polarisert lys kobles i den andre. Den fjerde er en todimensjonal gitterkobling. Fibermodus hvis elektriske felt er vinkelrett på retningen på bølgelederutbredelse er koblet til den tilsvarende bølgelederen. Fiberen kan vippes og kobles til to bølgeledere, eller vinkelrett på overflaten og kobles til fire bølgeledere. En ekstra fordel med todimensjonale gitterkoblinger er at de fungerer som polarisasjonsrotatorer, noe som betyr at alt lys på brikken har samme polarisering, men to ortogonale polarisasjoner brukes i fiberen.
Figur 3: Flere polarisasjonssplittere.
Post Time: Jul-16-2024