Силиконова фотоникаПасивни компоненти
Има няколко ключови пасивни компонента в силиконовата фотоника. Едно от тях е повърхностно излъчване на решетка, както е показано на фигура 1А. Състои се от силна решетка във вълновода, чийто период е приблизително равен на дължината на вълната на светлинната вълна във вълновода. Това позволява светлината да се излъчва или получава перпендикулярно на повърхността, което я прави идеален за измервания на ниво вафли и/или свързване към влакното. Съединителите на решетката са донякъде уникални за силиконовата фотоника, тъй като се нуждаят от висок вертикален индекс контраст. Например, ако се опитате да направите решетка за решетка в конвенционален INP вълновода, светлината изтича директно в субстрата, вместо да се излъчва вертикално, тъй като вълноводът на решетката има по -нисък среден показател на пречупване от субстрата. За да работи в INP, материалът трябва да бъде изкопан под решетката, за да го окаже, както е показано на фигура 1б.
Фигура 1: Едноизмерни решетки за решетка в силиций (A) и InP (B). В (а) сивото и светлосиньото представляват съответно силиций и силициев диоксид. В (б) червеното и оранжевото представляват съответно Ingaasp и InP. Фигури (с) и (г) са сканиращи електронни микроскоп (SEM) изображения на вътрешен суспендиран конзолен решетъчен съединител.
Друг ключов компонент е преобразувателят с размер на петна (SSC) междуОптичен вълноводаи влакното, което преобразува режим от около 0,5 × 1 μm2 в силициевия вълновод в режим от около 10 × 10 μm2 във влакното. Типичен подход е да се използва структура, наречена обратния конус, в която вълноводът постепенно се стеснява до малък връх, което води до значително разширяване наоптичнаПатч режим. Този режим може да бъде заснет от окачен стъклен вълновод, както е показано на фигура 2. С такъв SSC загубата на свързване по -малко от 1,5 dB се постига лесно.
Фигура 2: Преобразувател на размера на шаблона за вълновода на силиконовата тел. Силиконовият материал образува обратна конусовидна структура вътре в суспендирания стъклен вълновод. Силициевият субстрат е изрязан под суспендирания стъклен вълновод.
Ключовият пасивен компонент е сплитерът на поляризационния лъч. Някои примери за сплитачи на поляризация са показани на фигура 3. Първият е интерферометър Mach-Zender (MZI), където всяко рамо има различно двупосочно. Второто е обикновен насочен съединител. Формата двустранна вълновода на силициева тел е много висока, така че поляризираната светлина на напречната магнитна (ТМ) може да бъде напълно свързана, докато напречната електрическа (TE) поляризирана светлина може да бъде почти непокрита. Третият е решетъчен съединител, при който влакното се поставя под ъгъл, така че Te поляризираната светлина да е свързана в едната посока и TM поляризираната светлина е свързана в другата. Четвъртият е двуизмерен решетъчен съединител. Режимите на влакна, чиито електрически полета са перпендикулярни на посоката на разпространението на вълновод, са свързани със съответния вълноводни. Влаковото влакно може да бъде наклонено и свързано с два вълновода или перпендикулярно на повърхността и съчетано с четири вълновода. Допълнително предимство на двуизмерните решетки за решетка е, че те действат като поляризационни ротатори, което означава, че цялата светлина върху чипа има една и съща поляризация, но във влакното се използват две ортогонални поляризации.
Фигура 3: Множество разделители на поляризацията.
Време за публикация: юли-16-2024