Silisium fotonikapassive komponinten
Der binne ferskate wichtige passive komponinten yn silisiumfotonika. Ien dêrfan is in oerflak-útstjittende roasterkoppeling, lykas te sjen is yn figuer 1A. It bestiet út in sterk roaster yn 'e golflieder waans perioade sawat gelyk is oan 'e golflingte fan 'e ljochtweach yn 'e golflieder. Dit makket it mooglik dat it ljocht loodrecht op it oerflak útstjoerd of ûntfongen wurdt, wêrtroch it ideaal is foar mjittingen op wafernivo en/of koppeling oan 'e glêstried. Roasterkoppelingen binne wat unyk foar silisiumfotonika, om't se in hege fertikale yndekskontrast fereaskje. As jo bygelyks besykje in roasterkoppeling te meitsjen yn in konvinsjonele InP-golflieder, lekt it ljocht direkt yn it substraat ynstee fan fertikaal útstjoerd te wurden, om't de roastergolflieder in legere gemiddelde brekingsyndeks hat as it substraat. Om it te wurkjen te litten yn 'e InP, moat materiaal ûnder it roaster útgroeven wurde om it op te hingjen, lykas te sjen is yn figuer 1B.
Figuer 1: oerflak-emittearjende iendiminsjonale rasterkoppelingen yn silisium (A) en InP (B). Yn (A) fertsjintwurdigje griis en ljochtblau respektivelik silisium en silika. Yn (B) fertsjintwurdigje read en oranje respektivelik InGaAsP en InP. Figueren (C) en (D) binne scanning-elektronenmikroskoop (SEM) ôfbyldings fan in InP ophongen cantilever rasterkoppeling.
In oar wichtich ûnderdiel is de spot-size converter (SSC) tusken deoptyske golfliederen de glêstried, dy't in modus fan sawat 0,5 × 1 μm2 yn 'e silisiumgolflieder omset nei in modus fan sawat 10 × 10 μm2 yn 'e glêstried. In typyske oanpak is it brûken fan in struktuer dy't de inverse taper neamd wurdt, wêrby't de golflieder stadichoan fersmelle wurdt ta in lytse punt, wat resulteart yn in wichtige útwreiding fan 'eoptyskmoduspatch. Dizze modus kin fêstlein wurde troch in ophongen glêzen golflieder, lykas te sjen is yn figuer 2. Mei sa'n SSC wurdt it koppelingsferlies fan minder as 1,5 dB maklik berikt.
Figuer 2: Patroangrutte-omrekkener foar silisiumtriedgolflieders. It silisiummateriaal foarmet in omkearde konyske struktuer yn 'e ophongen glêzen golflieder. It silisiumsubstraat is ûnder de ophongen glêzen golflieder wei-etse.
De wichtichste passive komponint is de polarisaasjestraalsplitter. Guon foarbylden fan polarisaasjesplitters wurde werjûn yn figuer 3. De earste is in Mach-Zender-interferometer (MZI), wêrby't elke earm in oare dûbele brekking hat. De twadde is in ienfâldige rjochtingskoppelaar. De foarmdûbele brekking fan in typyske silikontriedgolflieder is tige heech, sadat transversaal magnetysk (TM) polarisearre ljocht folslein keppele wurde kin, wylst transversaal elektrysk (TE) polarisearre ljocht hast ûntkoppele wurde kin. De tredde is in rasterkoppelaar, wêryn't de glêstried ûnder in hoeke pleatst wurdt, sadat TE-polarisearre ljocht yn ien rjochting keppele wurdt en TM-polarisearre ljocht yn 'e oare. De fjirde is in twadiminsjonale rasterkoppelaar. Fezelmodi wêrfan de elektryske fjilden loodrecht steane op 'e rjochting fan 'e golfliederpropagaasje binne keppele oan 'e oerienkommende golflieder. De glêstried kin kanteld wurde en keppele wurde oan twa golflieders, of loodrecht op it oerflak en keppele wurde oan fjouwer golflieders. In ekstra foardiel fan twadiminsjonale rasterkoppelingen is dat se fungearje as polarisaasjerotators, wat betsjut dat al it ljocht op 'e chip deselde polarisaasje hat, mar twa ortogonale polarisaasjes wurde brûkt yn 'e glêstried.
Figuer 3: Meardere polarisaasjesplitters.
Pleatsingstiid: 16 july 2024