Silīcija fotonikapasīvās sastāvdaļas
Silīcija fotonikā ir vairāki galvenie pasīvie komponenti. Viens no tiem ir virsmu izstarojošs režģa savienotājs, kā parādīts 1.A attēlā. Tas sastāv no spēcīga režģa viļņvadā, kura periods ir aptuveni vienāds ar gaismas viļņa viļņa garumu viļņvadā. Tas ļauj izstarot vai uztvert gaismu perpendikulāri virsmai, padarot to ideāli piemērotu vafeļu līmeņa mērījumiem un/vai savienošanai ar šķiedru. Režģu savienotāji ir zināmā mērā unikāli silīcija fotonikai, jo tiem nepieciešams augsts vertikālā indeksa kontrasts. Piemēram, ja mēģināt izveidot režģa savienotāju parastajā InP viļņvadā, gaisma noplūst tieši substrātā, nevis izstaro vertikāli, jo režģa viļņvadam ir zemāks vidējais laušanas koeficients nekā substrātam. Lai tas darbotos InP, materiāls ir jāizrok zem režģa, lai to apturētu, kā parādīts 1.B attēlā.
1. attēls: virsmu izstarojoši viendimensijas režģa savienotāji silīcijā (A) un InP (B). (A) pelēkā un gaiši zilā krāsā ir attiecīgi silīcijs un silīcija dioksīds. (B) sarkans un oranžs apzīmē attiecīgi InGaAsP un InP. Attēli (C) un (D) ir skenējošo elektronu mikroskopa (SEM) attēli InP piekārtam konsoles režģa savienotājam.
Vēl viens galvenais komponents ir vietas izmēra pārveidotājs (SSC) starpoptiskais viļņvadsun šķiedra, kas pārveido aptuveni 0,5 × 1 μm2 režīmu silīcija viļņvadā par apmēram 10 × 10 μm2 režīmu šķiedrā. Tipiska pieeja ir izmantot struktūru, ko sauc par apgriezto konusu, kurā viļņvads pakāpeniski sašaurinās līdz mazam galam, kā rezultātā ievērojami palielinās viļņvads.optiskaisrežīma ielāps. Šo režīmu var uztvert ar piekārtu stikla viļņvadu, kā parādīts 2. attēlā. Izmantojot šādu SSC, savienojuma zudums ir mazāks par 1,5 dB.
2. attēls. Silīcija stiepļu viļņvadu modeļa izmēra pārveidotājs. Silīcija materiāls veido apgrieztu konisku struktūru piekārtā stikla viļņvada iekšpusē. Silīcija substrāts ir iegravēts zem piekārtā stikla viļņvada.
Galvenā pasīvā sastāvdaļa ir polarizācijas staru sadalītājs. Daži polarizācijas sadalītāju piemēri ir parādīti 3. attēlā. Pirmais ir Mach-Zender interferometrs (MZI), kur katrai rokai ir atšķirīga divkāršā laušana. Otrais ir vienkāršs virziena savienotājs. Tipiska silīcija stieples viļņvada formas divkāršā laušana ir ļoti augsta, tāpēc šķērsenisko magnētisko (TM) polarizēto gaismu var pilnībā savienot, savukārt šķērsvirziena elektrisko (TE) polarizēto gaismu var gandrīz atvienot. Trešais ir režģa savienotājs, kurā šķiedra ir novietota tādā leņķī, lai TE polarizētā gaisma būtu savienota vienā virzienā un TM polarizētā gaisma ir savienota otrā. Ceturtais ir divdimensiju režģa savienotājs. Šķiedru režīmi, kuru elektriskie lauki ir perpendikulāri viļņvada izplatīšanās virzienam, ir savienoti ar atbilstošo viļņvadu. Šķiedru var noliekt un savienot ar diviem viļņvadiem vai perpendikulāri virsmai un savienot ar četriem viļņvadiem. Divdimensiju režģa savienotāju papildu priekšrocība ir tā, ka tie darbojas kā polarizācijas rotatori, kas nozīmē, ka visai mikroshēmas gaismai ir vienāda polarizācija, bet šķiedrā tiek izmantotas divas ortogonālas polarizācijas.
3. attēls. Vairāki polarizācijas sadalītāji.
Izlikšanas laiks: 16. jūlijs 2024