Силициева фотоникапасивни компоненти
Има няколко ключови пасивни компонента в силициевата фотоника. Един от тях е повърхностно излъчващ решетъчен съединител, както е показано на фигура 1A. 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 приема перпендикулярно на повърхността, което го прави идеален за измервания на ниво на пластини и/или свързване към влакното. Решетъчните съединители са донякъде уникални за силициевата фотоника, тъй като изискват висок вертикален контраст на индекса. Например, ако се опитате да направите решетъчен съединител в конвенционален InP вълновод, светлината изтича директно в субстрата, вместо да се излъчва вертикално, тъй като решетъчният вълновод има по-нисък среден индекс на пречупване от субстрата. За да работи в InP, трябва да се изкопае материал под решетката, за да се окачи, както е показано на фигура 1B.
Фигура 1: повърхностно излъчващи едномерни решетъчни съединители в силиций (A) и InP (B). В (A) сивото и светло синьото представляват съответно силиций и силициев диоксид. В (B) червеното и оранжевото представляват съответно InGaAsP и InP. Фигури (C) и (D) са изображения от сканиращ електронен микроскоп (SEM) на съединител на InP окачена конзолна решетка.
Друг ключов компонент е преобразувателят на спот размер (SSC) междуоптичен вълноводи 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 обратна конусност, при която вълноводът постепенно се стеснява до малък връх, което води до значително разширяване наоптиченкорекция на режима. Този режим може да бъде уловен от окачен стъклен вълновод, както е показано на фигура 2. С такъв SSC лесно се постига загуба на свързване от по-малко от 1,5 dB.
Фигура 2: Преобразувател на размера на модела за вълноводи от силиконов проводник. Силициевият материал образува обратна конична структура вътре в окачения стъклен вълновод. Силиконовият субстрат е гравиран под окачения стъклен вълновод.
Ключовият пасивен компонент е разделителят на поляризационния лъч. Някои примери за поляризационни сплитери са показани на фигура 3. Първият е интерферометър на Mach-Zender (MZI), където всяко рамо има различно двойно пречупване. Вторият е прост насочен съединител. Двойното пречупване на формата на типичен вълновод от силициева тел е много високо, така че напречната магнитна (TM) поляризирана светлина може да бъде напълно свързана, докато напречната електрическа (TE) поляризирана светлина може да бъде почти отделена. Третият е решетъчен съединител, при който влакното е поставено под ъгъл, така че ТЕ поляризираната светлина да се свързва в едната посока, а ТМ поляризираната светлина да се свързва в другата. Четвъртият е двуизмерен решетъчен съединител. Модовете на влакна, чиито електрически полета са перпендикулярни на посоката на разпространение на вълновода, са свързани към съответния вълновод. Влакното може да бъде наклонено и свързано към два вълновода или перпендикулярно на повърхността и свързано към четири вълновода. Допълнително предимство на двуизмерните решетъчни съединители 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 поляризационни сплитери.
Време на публикуване: 16 юли 2024 г