Силициева фотоникапасивни компоненти
В силициевата фотоника има няколко ключови пасивни компонента. Един от тях е повърхностно излъчващ решетъчен разклонител, както е показано на Фигура 1А. Той се състои 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 пластина и/или свързване към влакното. Решетъчните разклонители са донякъде уникални за силициевата фотоника, тъй като изискват висок вертикален индексен контраст. Например, ако се опитате да направите решетъчен разклонител в конвенционален InP вълновод, светлината ще проникне директно в субстрата, вместо да се излъчва вертикално, защото 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 тя, както е показано на Фигура 1B.
Фигура 1: повърхностно излъчващи едномерни решетъчни разклонители от силиций (A) и InP (B). В (A), сивото и светлосиньото 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 окачен конзолен решетъчен разклонител от InP.
Друг ключов компонент е преобразувателят на точкови размери (SSC) междуоптичен вълноводи влакното, което преобразува мод от около 0,5 × 1 μm2 в силициевия вълновод в мод от около 10 × 10 μm2 във влакното. Типичен подход е използването на структура, наречена обратна конусност, при която вълноводът постепенно се стеснява до малък връх, което води до значително разширяване наоптиченмодова област. Тази мода може да бъде уловена от окачен стъклен вълновод, както е показано на Фигура 2. С такъв SSC лесно се постига загуба на свързване по-малка от 1.5dB.
Фигура 2: Преобразувател на размера на шаблона за силициеви телени вълноводи. Силициевият материал образува обратна конична структура вътре в окачения стъклен вълновод. Силициевият субстрат е гравиран под окачения стъклен вълновод.
Ключовият пасивен компонент е разделителят на поляризационния лъч. Някои примери за поляризационни разделители са показани на Фигура 3. Първият е интерферометър на Мах-Зендер (MZI), където всяко рамо има различно двулъчепречупване. Вторият е прост насочен разклонител. Двулъчепречупването на формата на типичен силициев вълновод е много високо, така че напречно магнитно (TM) поляризирана светлина може да бъде напълно свързана, докато напречно електрическо (TE) поляризирана светлина може да бъде почти несвързана. Третият е решетъчен разклонител, при който влакното е поставено под ъгъл, така че TE поляризираната светлина е свързана в едната посока, а TM поляризираната светлина е свързана в другата. Четвъртият е двуизмерен решетъчен разклонител. Модовете на влакното, 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 двумерните решетъчни разклонители е, че те действат като ротатори на поляризация, което означава, че цялата светлина върху чипа има еднаква поляризация, но във влакното се използват две ортогонални поляризации.
Фигура 3: Разделители с множество поляризации.
Време на публикуване: 16 юли 2024 г.