Silisyum fotonikpasif bileşenler
Silisyum fotonikte birkaç önemli pasif bileşen bulunur. Bunlardan biri, Şekil 1A'da gösterildiği gibi, yüzey yayan bir kafes kuplörüdür. Dalga kılavuzunda, periyodu dalga kılavuzundaki ışık dalgasının dalga boyuna yaklaşık olarak eşit olan güçlü bir kafes bulunur. Bu, ışığın yüzeye dik olarak yayılmasını veya alınmasını sağlayarak onu yonga seviyesinde ölçümler ve/veya fibere kuplaj için ideal hale getirir. Kafes kuplörler, yüksek dikey indeks kontrastı gerektirmeleri bakımından silisyum fotonik için benzersizdir. Örneğin, geleneksel bir InP dalga kılavuzunda bir kafes kuplörü yapmaya çalışırsanız, ışık dikey olarak yayılmak yerine doğrudan alt tabakaya sızar çünkü kafes dalga kılavuzunun alt tabakadan daha düşük bir ortalama kırılma indeksi vardır. Bu kuplörün InP'de çalışması için, Şekil 1B'de gösterildiği gibi, kafesin altından malzeme çıkarılarak kafesin askıya alınması gerekir.
Şekil 1: Silisyum (A) ve InP'den (B) yapılmış, yüzey yayılımlı tek boyutlu kafes kuplörler. (A)'da gri ve açık mavi renkler sırasıyla silisyum ve silikayı, (B)'de ise kırmızı ve turuncu renkler sırasıyla InGaAsP ve InP'yi temsil etmektedir. Şekil (C) ve (D), InP askılı konsol kafes kuplörünün taramalı elektron mikroskobu (SEM) görüntüleridir.
Bir diğer önemli bileşen ise nokta boyutu dönüştürücüsüdür (SSC)optik dalga kılavuzuve silikon dalga kılavuzundaki yaklaşık 0,5 × 1 μm2'lik bir modu, fiberdeki yaklaşık 10 × 10 μm2'lik bir moda dönüştüren fiber. Tipik bir yaklaşım, dalga kılavuzunun kademeli olarak küçük bir uca doğru daraldığı ve bunun da dalga kılavuzunun önemli ölçüde genişlemesine neden olduğu ters konik adı verilen bir yapı kullanmaktır.optikmod yaması. Bu mod, Şekil 2'de gösterildiği gibi, asılı bir cam dalga kılavuzu ile yakalanabilir. Böyle bir SSC ile 1,5 dB'den daha düşük bir kuplaj kaybı kolayca elde edilebilir.
Şekil 2: Silikon tel dalga kılavuzları için desen boyutu dönüştürücü. Silikon malzeme, asılı cam dalga kılavuzunun içinde ters konik bir yapı oluşturur. Silikon alt tabaka, asılı cam dalga kılavuzunun altında aşındırılmıştır.
Ana pasif bileşen polarizasyon ışın bölücüsüdür. Polarizasyon bölücülerinin bazı örnekleri Şekil 3'te gösterilmiştir. İlki, her kolu farklı bir çift kırılmaya sahip olan bir Mach-Zender interferometresidir (MZI). İkincisi, basit bir yönlü kuplördür. Tipik bir silikon tel dalga kılavuzunun şekil çift kırılması çok yüksektir, bu nedenle enine manyetik (TM) polarize ışık tamamen birleştirilebilirken, enine elektriksel (TE) polarize ışık neredeyse ayrıştırılabilir. Üçüncüsü, fiberin TE polarize ışığın bir yönde, TM polarize ışığın ise diğer yönde birleştiği bir açıyla yerleştirildiği bir ızgara kuplörüdür. Dördüncüsü, iki boyutlu bir ızgara kuplörüdür. Elektrik alanları dalga kılavuzunun yayılma yönüne dik olan fiber modları, ilgili dalga kılavuzuna birleştirilir. Fiber eğilebilir ve iki dalga kılavuzuna veya yüzeye dik olarak dört dalga kılavuzuna birleştirilebilir. İki boyutlu kafes kuplörlerin bir diğer avantajı da polarizasyon döndürücüleri gibi davranmasıdır; bu, çip üzerindeki tüm ışığın aynı polarizasyona sahip olması, ancak fiberde iki ortogonal polarizasyon kullanılması anlamına gelir.
Şekil 3: Çoklu polarizasyon ayırıcıları.
Gönderi zamanı: 16 Temmuz 2024