Komponen pasif fotonik silikon

Fotonik silikonkomponén pasif

Aya sababaraha komponén pasif konci dina fotonik silikon. Salah sahijina nyaéta coupler grating anu ngaluarkeun permukaan, sapertos anu dipidangkeun dina Gambar 1A. Éta diwangun ku grating anu kuat dina waveguide anu périodena ampir sami sareng panjang gelombang gelombang cahaya dina waveguide. Ieu ngamungkinkeun cahaya dipancarkeun atanapi ditampi tegak lurus kana permukaan, janten idéal pikeun pangukuran tingkat wafer sareng / atanapi gandéngan kana serat. Coupler grating rada unik pikeun fotonik silikon sabab meryogikeun kontras indéks vertikal anu luhur. Salaku conto, upami anjeun nyobian ngadamel coupler grating dina waveguide InP konvensional, cahaya bocor langsung kana substrat tinimbang dipancarkeun sacara vertikal sabab waveguide grating gaduh indéks bias rata-rata anu langkung handap tibatan substrat. Pikeun ngajantenkeun éta tiasa dianggo dina InP, bahan kedah digali di handapeun grating pikeun ngagantungkeunana, sapertos anu dipidangkeun dina Gambar 1B.

Gambar 1: coupler kisi hiji diménsi anu ngaluarkeun permukaan dina silikon (A) sareng InP (B). Dina (A), kulawu sareng biru ngora ngagambarkeun silikon sareng silika, masing-masing. Dina (B), beureum sareng oranyeu ngagambarkeun InGaAsP sareng InP, masing-masing. Gambar (C) sareng (D) nyaéta gambar mikroskop éléktron scanning (SEM) tina coupler kisi kantilever anu digantungkeun InP.

Komponen konci anu sanésna nyaéta konverter ukuran titik (SSC) antarapandu gelombang optiksareng serat, anu ngarobih mode sakitar 0,5 × 1 μm2 dina waveguide silikon ka mode sakitar 10 × 10 μm2 dina serat. Pendekatan anu umum nyaéta nganggo struktur anu disebut inverse taper, dimana waveguide laun-laun nyempit ka ujung leutik, anu ngahasilkeun ékspansi anu signifikan tinaoptikpatch modeu. Modeu ieu tiasa direkam ku waveguide kaca anu digantung, sapertos anu dipidangkeun dina Gambar 2. Kalayan SSC sapertos kitu, karugian kopling kirang ti 1.5dB gampang kahontal.

Gambar 2: Konverter ukuran pola pikeun pandu gelombang kawat silikon. Bahan silikon ngabentuk struktur kerucut tibalik di jero pandu gelombang kaca anu digantung. Substrat silikon parantos diukir di handapeun pandu gelombang kaca anu digantung.

Komponén pasif konci nyaéta pambagi sinar polarisasi. Sababaraha conto pambagi polarisasi dipidangkeun dina Gambar 3. Anu kahiji nyaéta interferometer Mach-Zender (MZI), dimana unggal panangan gaduh birefringence anu béda. Anu kadua nyaéta coupler arah anu saderhana. Bentuk birefringence tina waveguide kawat silikon has luhur pisan, janten cahaya terpolarisasi magnét transversal (TM) tiasa digandeng sapinuhna, sedengkeun cahaya terpolarisasi listrik transversal (TE) ampir tiasa dipisahkeun. Anu katilu nyaéta coupler grating, dimana serat disimpen dina sudut supados cahaya terpolarisasi TE digandeng dina hiji arah sareng cahaya terpolarisasi TM digandeng dina arah anu sanés. Anu kaopat nyaéta coupler grating dua diménsi. Modeu serat anu médan listrikna tegak lurus kana arah rambatan waveguide digandeng kana waveguide anu saluyu. Serat tiasa dimiringkeun sareng digandeng kana dua waveguide, atanapi tegak lurus kana permukaan sareng digandeng kana opat waveguide. Kauntungan tambahan tina coupler grating dua diménsi nyaéta aranjeunna bertindak salaku rotator polarisasi, anu hartosna sadaya cahaya dina chip ngagaduhan polarisasi anu sami, tapi dua polarisasi ortogonal dianggo dina serat.

Gambar 3: Sababaraha pamisah polarisasi.