Silīcija fotonikapasīvie komponenti
Silīcija fotonikā ir vairāki galvenie pasīvie komponenti. Viens no tiem ir virsmu emitējošais režģa savienotājs, kā parādīts 1.A attēlā. Tas sastāv no spēcīga režģa viļņvadā, kura periods ir aptuveni vienāds ar gaismas viļņa garumu viļņvadā. Tas ļauj gaismu izstarot vai uztvert perpendikulāri virsmai, padarot to ideāli piemērotu mērījumiem plāksnīšu līmenī un/vai savienošanai ar šķiedru. Režģa savienotāji ir nedaudz unikāli silīcija fotonikai, jo tiem ir nepieciešams augsts vertikālā indeksa kontrasts. Piemēram, ja mēģināt izveidot režģa savienotāju parastā InP viļņvadā, gaisma plūst tieši substrātā, nevis tiek izstarota vertikāli, jo režģa viļņvadam ir zemāks vidējais refrakcijas indekss nekā substrātam. Lai tas darbotos InP, zem režģa ir jāizrok materiāls, lai to apturētu, kā parādīts 1.B attēlā.
1. attēls: virsmu emitējoši viendimensiju režģa savienotāji silīcijā (A) un InP (B). (A) attēlā pelēkā un gaiši zilā krāsa attiecīgi apzīmē silīciju un silīcija dioksīdu. (B) attēlā sarkanā un oranžā krāsa attiecīgi apzīmē InGaAsP un InP. (C) un (D) attēli ir InP piekārta konsolveida režģa savienotāja skenējošā elektronmikroskopa (SEM) attēli.
Vēl viena svarīga sastāvdaļa ir punkta izmēra pārveidotājs (SSC) starpoptiskais viļņvadsun šķiedra, kas pārveido aptuveni 0,5 × 1 μm2 lielu modu silīcija viļņvadā par aptuveni 10 × 10 μm2 lielu modu šķiedrā. Tipiska pieeja ir izmantot struktūru, ko sauc par apgriezto konusveida formu, kurā viļņvads pakāpeniski sašaurinās līdz nelielam galam, kā rezultātā ievērojami izplešasoptiskaisrežīma ielāps. Šo režīmu var uztvert ar piekārtu stikla viļņvadu, kā parādīts 2. attēlā. Ar šādu SSC var viegli panākt savienojuma zudumus, kas mazāki par 1,5 dB.
2. attēls: Silīcija stieples viļņvadu rakstu izmēru pārveidotājs. Silīcija materiāls veido apgrieztu konisku struktūru suspendētā stikla viļņvada iekšpusē. Silīcija substrāts ir iegravēts zem suspendētā stikla viļņvada.
Galvenā pasīvā komponente ir polarizācijas staru sadalītājs. Daži polarizācijas sadalītāju piemēri ir parādīti 3. attēlā. Pirmais ir Maha-Zendera interferometrs (MZI), kur katrai atzarai ir atšķirīga dubultlaušana. Otrais ir vienkāršs virziena savienotājs. Tipiska silīcija stieples viļņvada formas dubultlaušana ir ļoti augsta, tāpēc šķērsvirziena magnētiskā (TM) polarizētā gaisma var tikt pilnībā savienota, savukārt šķērsvirziena elektriskā (TE) polarizētā gaisma var tikt gandrīz nesaistīta. Trešais ir režģa savienotājs, kurā šķiedra ir novietota leņķī tā, lai TE polarizētā gaisma tiktu savienota vienā virzienā, bet TM polarizētā gaisma tiktu savienota otrā virzienā. Ceturtais ir divdimensiju režģa savienotājs. Šķiedras modas, kuru elektriskie lauki ir perpendikulāri viļņvada izplatīšanās virzienam, tiek savienotas 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 gaismai uz mikroshēmas ir vienāda polarizācija, bet šķiedrā tiek izmantotas divas ortogonālas polarizācijas.
3. attēls: Vairāki polarizācijas sadalītāji.
Publicēšanas laiks: 2024. gada 16. jūlijs