Silikon fotonikapassiewe komponente
Daar is verskeie belangrike passiewe komponente in silikonfotonika. Een hiervan is 'n oppervlak-emitterende roosterkoppelaar, soos getoon in Figuur 1A. Dit bestaan uit 'n sterk rooster in die golfleier waarvan die tydperk ongeveer gelyk is aan die golflengte van die liggolf in die golfleier. Dit laat toe dat die lig loodreg op die oppervlak uitgestraal of ontvang word, wat dit ideaal maak vir wafer-vlak metings en/of koppeling aan die vesel. Roosterkoppelaars is ietwat uniek aan silikonfotonika deurdat hulle hoë vertikale indekskontras benodig. Byvoorbeeld, as jy probeer om 'n roosterkoppelaar in 'n konvensionele InP-golfleier te maak, lek die lig direk in die substraat in in plaas daarvan om vertikaal uitgestraal te word omdat die roostergolfleier 'n laer gemiddelde brekingsindeks as die substraat het. Om dit in die InP te laat werk, moet materiaal onder die rooster uitgegrawe word om dit op te hang, soos in Figuur 1B getoon.
Figuur 1: oppervlak-emitterende eendimensionele roosterkoppelaars in silikon (A) en InP (B). In (A) verteenwoordig grys en ligblou onderskeidelik silikon en silika. In (B) verteenwoordig rooi en oranje onderskeidelik InGaAsP en InP. Figure (C) en (D) is skandeerelektronmikroskoop (SEM) beelde van 'n InP opgeskorte vrykragroosterkoppelaar.
Nog 'n sleutelkomponent is die kolgrootte-omskakelaar (SSC) tussen dieoptiese golfleieren die vesel, wat 'n modus van ongeveer 0.5 × 1 μm2 in die silikongolfleier omskakel na 'n modus van ongeveer 10 × 10 μm2 in die vesel. 'n Tipiese benadering is om 'n struktuur genaamd die omgekeerde taps te gebruik, waarin die golfleier geleidelik vernou tot 'n klein punt, wat lei tot 'n aansienlike uitbreiding van dieoptiesemodus pleister. Hierdie modus kan vasgevang word deur 'n gesuspendeerde glasgolfleier, soos getoon in Figuur 2. Met so 'n SSC word die koppelingsverlies van minder as 1.5dB maklik bereik.
Figuur 2: Patroongrootte-omskakelaar vir silikondraadgolfleiers. Die silikonmateriaal vorm 'n omgekeerde koniese struktuur binne die opgeskorte glasgolfleier. Die silikonsubstraat is onder die gesuspendeerde glasgolfleier weggeëts.
Die sleutel passiewe komponent is die polarisasiestraalverdeler. Enkele voorbeelde van polarisasieverdelers word in Figuur 3 getoon. Die eerste is 'n Mach-Zender interferometer (MZI), waar elke arm 'n ander dubbelbreking het. Die tweede is 'n eenvoudige rigtingkoppelaar. Die vorm dubbelbreking van 'n tipiese silikondraadgolfleier is baie hoog, so transversale magnetiese (TM) gepolariseerde lig kan ten volle gekoppel word, terwyl transversale elektriese (TE) gepolariseerde lig amper ontkoppel kan word. Die derde is 'n roosterkoppelaar, waarin die vesel teen 'n hoek geplaas word sodat TE gepolariseerde lig in een rigting gekoppel word en TM gepolariseerde lig in die ander. Die vierde is 'n tweedimensionele roosterkoppelaar. Veselmodusse waarvan die elektriese velde loodreg is op die rigting van golfleiervoortplanting, word aan die ooreenstemmende golfleier gekoppel. Die vesel kan gekantel en aan twee golfleiers gekoppel word, of loodreg op die oppervlak en aan vier golfleiers gekoppel word. 'n Bykomende voordeel van tweedimensionele roosterkoppelaars is dat hulle as polarisasieroteerders optree, wat beteken dat alle lig op die skyfie dieselfde polarisasie het, maar twee ortogonale polarisasies word in die vesel gebruik.
Figuur 3: Veelvuldige polarisasieverdelers.
Pos tyd: Jul-16-2024