Komponen pasif fotonik silikon

Fotonik silikonkomponen pasif

Ana sawetara komponen pasif utama ing fotonik silikon. Salah sijine yaiku coupler kisi pemancar permukaan, kaya sing dituduhake ing Gambar 1A. Iki kasusun saka kisi sing kuwat ing waveguide sing periodene kira-kira padha karo dawa gelombang cahya ing waveguide. Iki ngidini cahya dipancarake utawa ditampa tegak lurus karo permukaan, saengga cocog kanggo pangukuran tingkat wafer lan/utawa gandhengan menyang serat. Coupler kisi rada unik kanggo fotonik silikon amarga mbutuhake kontras indeks vertikal sing dhuwur. Contone, yen sampeyan nyoba nggawe coupler kisi ing waveguide InP konvensional, cahya bocor langsung menyang substrat tinimbang dipancarake kanthi vertikal amarga waveguide kisi duwe indeks bias rata-rata sing luwih murah tinimbang substrat. Kanggo nggawe bisa digunakake ing InP, materi kudu digali ing ngisor kisi kanggo nggantungake, kaya sing dituduhake ing Gambar 1B.

Gambar 1: coupler kisi siji dimensi sing ngetokake permukaan ing silikon (A) lan InP (B). Ing (A), abu-abu lan biru enom makili silikon lan silika. Ing (B), abang lan oranye makili InGaAsP lan InP. Gambar (C) lan (D) minangka gambar mikroskop elektron pindai (SEM) saka coupler kisi kantilever sing digantung InP.

Komponen kunci liyané yaiku konverter ukuran titik (SSC) antaranepandu gelombang optiklan serat, sing ngowahi mode udakara 0,5 × 1 μm2 ing waveguide silikon dadi mode udakara 10 × 10 μm2 ing serat. Pendekatan sing umum yaiku nggunakake struktur sing diarani inverse taper, ing ngendi waveguide mboko sithik nyempit dadi pucuk cilik, sing nyebabake ekspansi sing signifikan sakaoptikpatch mode. Mode iki bisa ditangkap dening waveguide kaca sing digantung, kaya sing dituduhake ing Gambar 2. Kanthi SSC kaya ngono, kerugian kopling kurang saka 1.5dB gampang digayuh.

Gambar 2: Konverter ukuran pola kanggo pandu gelombang kawat silikon. Bahan silikon mbentuk struktur kerucut terbalik ing njero pandu gelombang kaca sing digantung. Substrat silikon wis diukir ing sangisore pandu gelombang kaca sing digantung.

Komponen pasif utama yaiku splitter sinar polarisasi. Sawetara conto splitter polarisasi dituduhake ing Gambar 3. Sing pertama yaiku interferometer Mach-Zender (MZI), ing ngendi saben lengen duwe birefringence sing beda. Sing nomer loro yaiku coupler arah sing prasaja. Bentuk birefringence saka waveguide kawat silikon khas dhuwur banget, saengga cahya terpolarisasi magnetik transversal (TM) bisa digandeng kanthi lengkap, dene cahya terpolarisasi listrik transversal (TE) meh bisa dipisahake. Sing nomer telu yaiku coupler grating, ing ngendi serat diselehake ing sudut supaya cahya terpolarisasi TE digandeng ing siji arah lan cahya terpolarisasi TM digandeng ing arah liyane. Sing nomer papat yaiku coupler grating rong dimensi. Mode serat sing medan listrike tegak lurus karo arah rambatan waveguide digandeng menyang waveguide sing cocog. Serat kasebut bisa dimiringake lan digandeng menyang rong waveguide, utawa tegak lurus karo permukaan lan digandeng menyang papat waveguide. Kauntungan tambahan saka coupler grating rong dimensi yaiku tumindak minangka rotator polarisasi, tegese kabeh cahya ing chip duwe polarisasi sing padha, nanging rong polarisasi ortogonal digunakake ing serat kasebut.

Gambar 3: Pamisah polarisasi ganda.