Fotonică de siliciucomponente pasive
Există mai multe componente pasive cheie în fotonica siliciu. Unul dintre acestea este un cuplaj de grătare care emite suprafață, așa cum se arată în figura 1a. Este format dintr -o grătare puternică în ghidul de undă a cărui perioadă este aproximativ egală cu lungimea de undă a undei de lumină în ghidul de undă. Acest lucru permite eliberarea sau primirea luminii pe suprafață, ceea ce o face ideală pentru măsurători la nivel de placă și/sau cuplare la fibră. Cuplurile de grătare sunt oarecum unice pentru fotonica siliciu, prin faptul că necesită un contrast de indice vertical ridicat. De exemplu, dacă încercați să faceți un cuplaj de grătare într -un ghid de undă INP convențional, lumina se scurge direct în substrat în loc să fie emis pe verticală, deoarece ghidul de undă de grătare are un indice de refracție mediu mai mic decât substratul. Pentru ca acesta să funcționeze în INP, materialul trebuie săpat sub grătare pentru a -l suspenda, așa cum se arată în figura 1b.
Figura 1: Cupluri de grătare unidimensionale care emite suprafață în siliciu (A) și INP (B). În (a), gri și albastru deschis reprezintă siliciu și, respectiv, silice. În (b), roșu și portocaliu reprezintă ingaasp și, respectiv, INP. Figurile (C) și (D) sunt scanarea imaginilor microscopului electronic (SEM) ale unui cuplaj de grătare cantilever suspendat de INP.
O altă componentă cheie este convertorul de dimensiuni spot (SSC) întreGhid de undă opticși fibra, care transformă un mod de aproximativ 0,5 × 1 μm2 în ghidul de undă de siliciu într -un mod de aproximativ 10 × 10 μm2 în fibră. O abordare tipică este utilizarea unei structuri numite conic invers, în care ghidul de undă se restrânge treptat la un sfat mic, ceea ce duce la o extindere semnificativă aopticMod Patch. Acest mod poate fi capturat de un ghid de undă din sticlă suspendat, așa cum se arată în figura 2. Cu un astfel de SSC, pierderea de cuplare mai mică de 1,5dB este ușor obținută.
Figura 2: Convertorul de mărime a modelului pentru ghidurile de undă de sârmă de siliciu. Materialul de siliciu formează o structură conică inversă în interiorul ghidului de undă din sticlă suspendat. Substratul de siliciu a fost gravat sub ghidul de undă din sticlă suspendat.
Componenta pasivă cheie este divizorul de fascicul de polarizare. Câteva exemple de împărțire de polarizare sunt prezentate în figura 3. Primul este un interferometru Mach-Zender (MZI), unde fiecare braț are o birefringență diferită. Al doilea este un cuplaj direcțional simplu. Forma birefringenței unei ghiduri de undă tipice de sârmă de siliciu este foarte mare, astfel încât lumina polarizată magnetică transversală (TM) poate fi cuplată complet, în timp ce lumina polarizată electrică transversală (TE) poate fi aproape neacoperită. Al treilea este un cuplaj de grătare, în care fibra este plasată într -un unghi, astfel încât lumina polarizată TE este cuplată într -o direcție și lumina polarizată TM este cuplată în cealaltă. Al patrulea este un cuplaj de grătare bidimensional. Modurile de fibre ale căror câmpuri electrice sunt perpendiculare pe direcția de propagare a ghidului de undă sunt cuplate cu ghidul de undă corespunzător. Fibra poate fi înclinată și cuplată la două ghiduri de undă, sau perpendiculare pe suprafață și cuplată la patru ghiduri de undă. Un avantaj suplimentar al cuplurilor bidimensionale de grătare este faptul că acționează ca rotatori de polarizare, ceea ce înseamnă că toată lumina de pe cip are aceeași polarizare, dar două polarizări ortogonale sunt utilizate în fibră.
Figura 3: Splitters multiple de polarizare.
Timpul post-16-2024