Silicijumska fotonikapasivne komponente
U silicijumskoj fotonici postoji nekoliko ključnih pasivnih komponenti. Jedna od njih je površinski emitujući rešetkasti sprežnik, kao što je prikazano na slici 1A. Sastoji se od jake rešetke u talasovodu čiji je period približno jednak talasnoj dužini svetlosnog talasa u talasovodu. To omogućava da se svetlost emituje ili prima okomito na površinu, što ga čini idealnim za merenja na nivou pločice i/ili sprezanje sa vlaknom. Rešetkasti sprežnici su donekle jedinstveni za silicijumsku fotoniku po tome što zahtevaju visok kontrast vertikalnog indeksa. Na primer, ako pokušate da napravite rešetkasti sprežnik u konvencionalnom InP talasovodu, svetlost propušta direktno u podlogu umesto da se emituje vertikalno, jer rešetkasti talasovod ima niži prosek indeks prelamanja od podloge. Da bi radio u InP-u, materijal se mora iskopati ispod rešetke da bi se objesila, kao što je prikazano na slici 1B.
Slika 1: jednodimenzionalne rešetkaste sprežnice koje emituju površinski zračenje u silicijumu (A) i InP-u (B). U (A), siva i svijetloplava predstavljaju silicijum i silicijum dioksid, respektivno. U (B), crvena i narandžasta predstavljaju InGaAsP i InP, respektivno. Slike (C) i (D) su slike snimljene skenirajućim elektronskim mikroskopom (SEM) konzolne rešetkaste sprežnice od InP-a.
Druga ključna komponenta je pretvarač veličine tačke (SSC) izmeđuoptički talasovodi vlakno, koje pretvara mod od oko 0,5 × 1 μm2 u silicijumskom talasovodu u mod od oko 10 × 10 μm2 u vlaknu. Tipičan pristup je korištenje strukture koja se naziva inverzni konus, u kojoj se talasovod postepeno sužava do malog vrha, što rezultira značajnim širenjemoptičkimodalni patch. Ovaj mod može biti snimljen pomoću ovješenog staklenog valovoda, kao što je prikazano na slici 2. Sa takvim SSC-om, gubitak sprege manji od 1,5 dB se lako postiže.
Slika 2: Pretvarač veličine uzorka za silicijumske žičane talasovode. Silicijumski materijal formira inverznu konusnu strukturu unutar suspendovanog staklenog talasovoda. Silicijumska podloga je nagrizena ispod suspendovanog staklenog talasovoda.
Ključna pasivna komponenta je razdjelnik polarizacijskog snopa. Neki primjeri razdjelnika polarizacije prikazani su na Slici 3. Prvi je Mach-Zenderov interferometar (MZI), gdje svaki krak ima različitu dvolomnost. Drugi je jednostavni usmjereni sprežnik. Dvolomnost oblika tipičnog silicijumskog žičanog talasovoda je vrlo visoka, tako da se transverzalna magnetska (TM) polarizovana svjetlost može potpuno spojiti, dok se transverzalna električna (TE) polarizovana svjetlost može gotovo razdvojiti. Treći je rešetkasti sprežnik, u kojem je vlakno postavljeno pod uglom tako da je TE polarizovana svjetlost spojena u jednom smjeru, a TM polarizovana svjetlost u drugom. Četvrti je dvodimenzionalni rešetkasti sprežnik. Modovi vlakna čija su električna polja okomita na smjer širenja talasovoda spojeni su na odgovarajući talasovod. Vlakno se može nagnuti i spojiti na dva talasovoda ili okomito na površinu i spojiti na četiri talasovoda. Dodatna prednost dvodimenzionalnih rešetkastih spojnica je to što djeluju kao rotatori polarizacije, što znači da sva svjetlost na čipu ima istu polarizaciju, ali se u vlaknu koriste dvije ortogonalne polarizacije.
Slika 3: Višestruki razdjelnici polarizacije.
Vrijeme objave: 16. jula 2024.