SiliciumfotonikPassive komponenter
Der er flere nøglepassive komponenter i siliciumfotonik. En af disse er en overfladeemitterende gitterkobling, som vist i figur 1A. Det består af et stærkt gitter i bølgelederen, hvis periode er omtrent lig med bølgelængden af lysbølgen i bølgelederen. Dette gør det muligt at udsendes eller modtages vinkelret på overfladen, hvilket gør det ideelt til målinger på wafer-niveau og/eller kobling til fiberen. Gitterkoblinger er noget unikke for siliciumfotonik, idet de kræver høj lodret indekskontrast. For eksempel, hvis du prøver at lave en gitterkobling i en konventionel INP -bølgeleder, lækker lyset direkte ind i underlaget i stedet for at blive udsendt lodret, fordi gitterbølgelederen har et lavere gennemsnitligt brydningsindeks end underlaget. For at få det til at fungere i INP, skal materiale udgraves under gitteret for at suspendere det, som vist i figur 1B.
Figur 1: Overfladeemitterende en-dimensionelle gitterkoblinger i silicium (A) og INP (B). I (a) repræsenterer grå og lyseblå henholdsvis silicium og silica. I (B) repræsenterer rød og orange henholdsvis INGAASP og INP. Tallene (c) og (d) scanner elektronmikroskop (SEM) billeder af en INP -suspenderet cantilever -gitterkobling.
En anden nøglekomponent er spot-size converter (SSC) mellemOptisk bølgelederog fiberen, der konverterer en tilstand på ca. 0,5 × 1 μm2 i siliciumbølgelederen til en tilstand på ca. 10 × 10 μm2 i fiberen. En typisk tilgang er at bruge en struktur kaldet den inverse koniske, hvor bølgelederen gradvist indsnævres til et lille spids, hvilket resulterer i en betydelig udvidelse afoptiskMode Patch. Denne tilstand kan fanges af en suspenderet glasbølgeleder, som vist i figur 2. med en sådan SSC, opnås koblingstabet på mindre end 1,5 dB let.
Figur 2: Mønsterstørrelseskonverter til siliciumtrådbølgeledere. Siliciummaterialet danner en omvendt konisk struktur inde i den suspenderede glasbølgeleder. Siliciumsubstratet er ætset væk under den ophængte glasbølgeleder.
Den vigtigste passive komponent er Polarisation Beam Splitter. Nogle eksempler på polariseringsopdelere er vist i figur 3. Den første er et Mach-Zender-interferometer (MZI), hvor hver arm har en anden birefringence. Den anden er en simpel retningsbestemt kobling. Formen Birefringence af et typisk siliciumtrådbølgeleder er meget høj, så tværgående magnetiske (TM) polariserede lys kan kobles fuldt ud, mens tværgående elektrisk (TE) polariseret lys kan næsten ikke kobles sammen. Den tredje er en gitterkobling, hvor fiberen anbringes i en vinkel, så TE -polariseret lys kobles i den ene retning og TM -polariseret lys kobles i det andet. Den fjerde er en to-dimensionel gitterkobling. Fibertilstande, hvis elektriske felter er vinkelret på retningen af bølgelederformering, er koblet til den tilsvarende bølgeleder. Fiberen kan vippes og kobles til to bølgeledere eller vinkelret på overfladen og kobles til fire bølgeledere. En ekstra fordel ved to-dimensionelle gitterkoblinger er, at de fungerer som polarisationsrotatorer, hvilket betyder, at alt lys på chippen har den samme polarisering, men to ortogonale polarisationer bruges i fiberen.
Figur 3: Flere polariseringsopdelere.
Posttid: Jul-16-2024