Silikon fotoniğipasif bileşenler
Silikon fotoniğinde birkaç önemli pasif bileşen bulunmaktadır. Bunlardan biri, Şekil 1A'da gösterildiği gibi, yüzeyden ışık yayan bir ızgara kuplörüdür. Bu kuplör, dalga kılavuzunda, periyodu dalga kılavuzundaki ışık dalgasının dalga boyuna yaklaşık olarak eşit olan güçlü bir ızgaradan oluşur. Bu, ışığın yüzeye dik olarak yayılmasını veya alınmasını sağlar ve bu da onu wafer seviyesinde ölçümler ve/veya fiberle bağlantı için ideal hale getirir. Izgara kuplörleri, yüksek dikey indeks kontrastı gerektirmeleri bakımından silikon fotoniğine özgüdür. Örneğin, geleneksel bir InP dalga kılavuzunda bir ızgara kuplörü yapmaya çalışırsanız, ızgara dalga kılavuzunun alt tabakadan daha düşük ortalama kırılma indisine sahip olması nedeniyle ışık dikey olarak yayılmak yerine doğrudan alt tabakaya sızar. InP'de çalışmasını sağlamak için, Şekil 1B'de gösterildiği gibi, ızgarayı askıya almak için ızgaranın altına malzeme kazılmalıdır.
Şekil 1: Silisyum (A) ve InP'de (B) yüzeyden yayılan tek boyutlu ızgara kuplörleri. (A)'da gri ve açık mavi sırasıyla silisyum ve silikayı temsil etmektedir. (B)'de kırmızı ve turuncu sırasıyla InGaAsP ve InP'yi temsil etmektedir. Şekil (C) ve (D), InP'den yapılmış askılı konsol ızgara kuplörünün taramalı elektron mikroskobu (SEM) görüntüleridir.
Bir diğer önemli bileşen ise spot boyut dönüştürücüsüdür (SSC).optik dalga kılavuzuSilikon dalga kılavuzundaki yaklaşık 0,5 × 1 μm²'lik bir modu, fiberde yaklaşık 10 × 10 μm²'lik bir moda dönüştüren fiber. Tipik bir yaklaşım, dalga kılavuzunun kademeli olarak küçük bir uca doğru daraldığı ve bunun sonucunda önemli bir genişlemeye yol açan ters konik yapı adı verilen bir yapı kullanmaktır.optikMod yaması. Bu mod, Şekil 2'de gösterildiği gibi, askıya alınmış bir cam dalga kılavuzu ile yakalanabilir. Bu tür bir SSC ile, 1,5 dB'den daha düşük bir bağlantı kaybı kolayca elde edilir.
Şekil 2: Silikon tel dalga kılavuzları için desen boyutu dönüştürücü. Silikon malzeme, asılı cam dalga kılavuzunun içinde ters konik bir yapı oluşturur. Asılı cam dalga kılavuzunun altındaki silikon alt tabaka aşındırılarak uzaklaştırılmıştır.
Temel pasif bileşen polarizasyon ışın ayırıcıdır. Polarizasyon ayırıcıların bazı örnekleri Şekil 3'te gösterilmiştir. İlki, her bir kolun farklı bir çift kırılma özelliğine sahip olduğu bir Mach-Zender interferometresidir (MZI). İkincisi, basit bir yönlü kuplördür. Tipik bir silikon tel dalga kılavuzunun şekil çift kırılma özelliği çok yüksektir, bu nedenle enine manyetik (TM) polarize ışık tamamen bağlanabilirken, enine elektriksel (TE) polarize ışık neredeyse bağlanamaz. Üçüncüsü, fiberin TE polarize ışığın bir yönde ve TM polarize ışığın diğer yönde bağlanacağı şekilde bir açıyla yerleştirildiği bir ızgara kuplörüdür. Dördüncüsü, iki boyutlu bir ızgara kuplörüdür. Elektrik alanları dalga kılavuzunun yayılma yönüne dik olan fiber modları, karşılık gelen dalga kılavuzuna bağlanır. Fiber eğilebilir ve iki dalga kılavuzuna bağlanabilir veya yüzeye dik olarak dört dalga kılavuzuna bağlanabilir. İki boyutlu ızgara kuplörlerinin ek bir avantajı da polarizasyon döndürücü görevi görmeleridir; yani çip üzerindeki tüm ışık aynı polarizasyona sahipken, fiberde iki dik polarizasyon kullanılır.
Şekil 3: Çoklu polarizasyon ayırıcılar.
Yayın tarihi: 16 Temmuz 2024