सिलिकॉन फोटोनिक्स निष्क्रिय घटक

सिलिकॉन फोटोनिक्सनिष्क्रिय घटक

सिलिकॉन फोटोनिक्समध्ये अनेक प्रमुख निष्क्रिय घटक आहेत. आकृती 1A मध्ये दर्शविल्याप्रमाणे यापैकी एक पृष्ठभाग-उत्सर्जक जाळी जोडणारा आहे. यात वेव्हगाइडमध्ये एक मजबूत जाळी असते ज्याचा कालावधी वेव्हगाइडमधील प्रकाश लहरीच्या तरंगलांबीच्या अंदाजे समान असतो. हे प्रकाश उत्सर्जित करण्यास किंवा पृष्ठभागावर लंबवत प्राप्त करण्यास अनुमती देते, ज्यामुळे ते वेफर-स्तरीय मोजमाप आणि/किंवा फायबरला जोडण्यासाठी आदर्श बनते. ग्रेटिंग कप्लर्स सिलिकॉन फोटोनिक्ससाठी काहीसे अद्वितीय आहेत कारण त्यांना उच्च अनुलंब इंडेक्स कॉन्ट्रास्ट आवश्यक आहे. उदाहरणार्थ, जर तुम्ही पारंपारिक InP वेव्हगाइडमध्ये ग्रेटिंग कपलर बनवण्याचा प्रयत्न केला, तर प्रकाश अनुलंब उत्सर्जित होण्याऐवजी थेट सब्सट्रेटमध्ये गळतो कारण ग्रेटिंग वेव्हगाइडचा सब्सट्रेटपेक्षा कमी सरासरी अपवर्तक निर्देशांक असतो. ते InP मध्ये कार्य करण्यासाठी, आकृती 1B मध्ये दर्शविल्याप्रमाणे, सामग्री निलंबित करण्यासाठी जाळीच्या खाली उत्खनन करणे आवश्यक आहे.

आकृती 1: सिलिकॉन (A) आणि InP (B) मध्ये पृष्ठभाग-उत्सर्जक एक-आयामी जाळी जोडणारे. (A) मध्ये, राखाडी आणि हलका निळा अनुक्रमे सिलिकॉन आणि सिलिका दर्शवतात. (B) मध्ये, लाल आणि नारंगी अनुक्रमे InGaAsP आणि InP चे प्रतिनिधित्व करतात. आकृत्या (C) आणि (D) एका InP निलंबित कॅन्टीलिव्हर ग्रेटिंग कपलरच्या इलेक्ट्रॉन मायक्रोस्कोप (SEM) प्रतिमा स्कॅन करत आहेत.

दुसरा महत्त्वाचा घटक म्हणजे स्पॉट-साइज कन्व्हर्टर (एसएससी) दरम्यानऑप्टिकल वेव्हगाइडआणि फायबर, जे सिलिकॉन वेव्हगाइडमधील सुमारे 0.5 × 1 μm2 च्या मोडला फायबरमधील सुमारे 10 × 10 μm2 च्या मोडमध्ये रूपांतरित करते. एक सामान्य दृष्टीकोन म्हणजे इन्व्हर्स टेपर नावाची रचना वापरणे, ज्यामध्ये वेव्हगाइड हळूहळू एका लहान टोकापर्यंत संकुचित होते, ज्यामुळे त्याचा लक्षणीय विस्तार होतो.ऑप्टिकलमोड पॅच. आकृती 2 मध्ये दर्शविल्याप्रमाणे, हा मोड एका निलंबित काचेच्या वेव्हगाइडद्वारे कॅप्चर केला जाऊ शकतो. अशा SSC सह, 1.5dB पेक्षा कमी कपलिंग नुकसान सहज साध्य केले जाते.

आकृती 2: सिलिकॉन वायर वेव्हगाइड्ससाठी नमुना आकार कनवर्टर. सिलिकॉन सामग्री निलंबित काचेच्या वेव्हगाइडच्या आत एक व्यस्त शंकूच्या आकाराची रचना बनवते. निलंबित काचेच्या वेव्हगाइडच्या खाली सिलिकॉन सब्सट्रेट कोरले गेले आहे.

मुख्य निष्क्रिय घटक म्हणजे ध्रुवीकरण बीम स्प्लिटर. ध्रुवीकरण स्प्लिटरची काही उदाहरणे आकृती 3 मध्ये दर्शविली आहेत. पहिले मॅच-झेंडर इंटरफेरोमीटर (MZI) आहे, जिथे प्रत्येक हाताला वेगळी birefringence असते. दुसरा एक साधा दिशात्मक युग्मक आहे. ठराविक सिलिकॉन वायर वेव्हगाइडचा आकार बियरफ्रिंगन्स खूप जास्त असतो, त्यामुळे ट्रान्सव्हर्स मॅग्नेटिक (TM) ध्रुवीकृत प्रकाश पूर्णपणे जोडला जाऊ शकतो, तर ट्रान्सव्हर्स इलेक्ट्रिकल (TE) ध्रुवीकृत प्रकाश जवळजवळ जोडला जाऊ शकतो. तिसरा एक ग्रेटिंग कपलर आहे, ज्यामध्ये फायबर एका कोनात ठेवला जातो ज्यामुळे TE ध्रुवीकृत प्रकाश एका दिशेने जोडला जातो आणि TM ध्रुवीकृत प्रकाश दुसऱ्या दिशेने जोडला जातो. चौथा एक द्विमितीय जाळी जोडणारा आहे. फायबर मोड ज्यांचे इलेक्ट्रिक फील्ड वेव्हगाइड प्रसाराच्या दिशेने लंब असतात ते संबंधित वेव्हगाइडशी जोडलेले असतात. फायबर तिरपा आणि दोन वेव्हगाइड्सशी जोडला जाऊ शकतो, किंवा पृष्ठभागावर लंब आणि चार वेव्हगाइड्सशी जोडला जाऊ शकतो. द्विमितीय ग्रेटिंग कप्लर्सचा एक अतिरिक्त फायदा म्हणजे ते ध्रुवीकरण रोटेटर्स म्हणून कार्य करतात, याचा अर्थ चिपवरील सर्व प्रकाशाचे ध्रुवीकरण समान असते, परंतु फायबरमध्ये दोन ऑर्थोगोनल ध्रुवीकरण वापरले जातात.

आकृती 3: एकाधिक ध्रुवीकरण स्प्लिटर.