सिलिकॉन फोटॉनिक्स निष्क्रिय घटक

सिलिकॉन फोटॉनिक्सनिष्क्रिय घटक

सिलिकॉन फोटॉनिक्समध्ये अनेक की निष्क्रिय घटक आहेत. आकृती 1 ए मध्ये दर्शविल्याप्रमाणे यापैकी एक पृष्ठभाग-उत्सर्जक ग्रेटिंग कपलर आहे. यात वेव्हगुइडमध्ये एक मजबूत कलम आहे ज्याचा कालावधी वेव्हगुइडमधील प्रकाश वेव्हच्या तरंगलांबीच्या अंदाजे समान आहे. हे प्रकाश उत्सर्जित करण्यास किंवा पृष्ठभागावर लंब प्राप्त करण्यास अनुमती देते, ज्यामुळे वेफर-स्तरीय मोजमाप आणि/किंवा फायबरमध्ये जोडण्यासाठी ते आदर्श बनते. ग्रेटिंग कपलर्स सिलिकॉन फोटॉनिक्ससाठी काहीसे अद्वितीय आहेत कारण त्यांना उच्च अनुलंब अनुक्रमणिका कॉन्ट्रास्ट आवश्यक आहे. उदाहरणार्थ, जर आपण पारंपारिक आयएनपी वेव्हगुइडमध्ये ग्रेटिंग कपलर बनवण्याचा प्रयत्न केला तर, प्रकाश थेट सब्सट्रेटमध्ये अनुलंब उत्सर्जित होण्याऐवजी गळती करतो कारण ग्रेटिंग वेव्हगुइड सब्सट्रेटपेक्षा कमी सरासरी अपवर्तक निर्देशांक आहे. ते आयएनपीमध्ये कार्य करण्यासाठी, आकृती 1 बी मध्ये दर्शविल्याप्रमाणे, ते निलंबित करण्यासाठी ग्रेटिंगच्या खाली साहित्य उत्खनन केले पाहिजे.

आकृती 1: सिलिकॉन (ए) आणि आयएनपी (बी) मध्ये पृष्ठभाग-उत्सर्जित एक-आयामी ग्रेटिंग कपलर्स. (अ) मध्ये, राखाडी आणि हलका निळा अनुक्रमे सिलिकॉन आणि सिलिकाचे प्रतिनिधित्व करतो. (बी) मध्ये, लाल आणि केशरी अनुक्रमे इनगॅस्प आणि आयएनपीचे प्रतिनिधित्व करतात. आकडेवारी (सी) आणि (डी) आयएनपी निलंबित कॅन्टिलिव्हर ग्रेटिंग कपलरच्या इलेक्ट्रॉन मायक्रोस्कोप (एसईएम) प्रतिमा स्कॅन करीत आहेत.

दुसरा मुख्य घटक म्हणजे स्पॉट-आकार कन्व्हर्टर (एसएससी)ऑप्टिकल वेव्हगुइडआणि फायबर, जो सिलिकॉन वेव्हगुइडमधील सुमारे 0.5 × 1 μm2 च्या मोडला फायबरमध्ये सुमारे 10 × 10 μm2 च्या मोडमध्ये रूपांतरित करतो. एक विशिष्ट दृष्टीकोन म्हणजे इनव्हर्स टेपर नावाची रचना वापरणे, ज्यामध्ये वेव्हगुइड हळूहळू एका लहान टीपवर संकुचित होते, ज्यामुळे त्याचा महत्त्वपूर्ण विस्तार होतोऑप्टिकलमोड पॅच. आकृती 2 मध्ये दर्शविल्यानुसार, हा मोड निलंबित काचेच्या वेव्हगुइडद्वारे हस्तगत केला जाऊ शकतो. अशा एसएससीसह, 1.5 डीबीपेक्षा कमी जोडलेले नुकसान सहज प्राप्त होते.

आकृती 2: सिलिकॉन वायर वेव्हगुइड्ससाठी नमुना आकार कन्व्हर्टर. सिलिकॉन मटेरियल निलंबित ग्लास वेव्हगुइडच्या आत एक व्यस्त शंकूच्या आकाराची रचना तयार करते. सिलिकॉन सब्सट्रेट निलंबित ग्लास वेव्हगुइडच्या खाली कोरले गेले आहे.

मुख्य निष्क्रिय घटक म्हणजे ध्रुवीकरण बीम स्प्लिटर. ध्रुवीकरण स्प्लिटर्सची काही उदाहरणे आकृती 3 मध्ये दर्शविली आहेत. प्रथम एक मच-झेंडर इंटरफेरोमीटर (एमझेडआय) आहे, जिथे प्रत्येक हाताची वेगळी बायरफ्रिन्जेन्स असते. दुसरा एक साधा दिशात्मक कपलर आहे. टिपिकल सिलिकॉन वायर वेव्हगुइडचे आकार बायरफ्रिंजन्स खूप जास्त आहे, म्हणून ट्रान्सव्हर्स मॅग्नेटिक (टीएम) ध्रुवीकरण प्रकाश पूर्णपणे जोडले जाऊ शकते, तर ट्रान्सव्हर्स इलेक्ट्रिकल (टीई) ध्रुवीकरण प्रकाश जवळजवळ अप्रिय असू शकतो. तिसरा एक ग्रेटिंग कपलर आहे, ज्यामध्ये फायबर एका कोनात ठेवला जातो जेणेकरून टीई ध्रुवीकरण प्रकाश एका दिशेने जोडला जाईल आणि टीएम ध्रुवीकरण प्रकाश दुसर्‍या भागात जोडला जाईल. चौथा एक द्विमितीय ग्रेटिंग कपलर आहे. फायबर मोड ज्यांचे इलेक्ट्रिक फील्ड वेव्हगुइड प्रसाराच्या दिशेने लंब आहेत ते संबंधित वेव्हगुइडला जोडले जातात. फायबर दोन वेव्हगॉइड्स किंवा पृष्ठभागावर लंबवत आणि चार वेव्हगॉइड्समध्ये जोडले जाऊ शकते. द्विमितीय ग्रेटिंग कपलर्सचा अतिरिक्त फायदा म्हणजे ते ध्रुवीकरण रोटेटर म्हणून काम करतात, म्हणजेच चिपवरील सर्व प्रकाशात समान ध्रुवीकरण असते, परंतु दोन ऑर्थोगोनल ध्रुवीकरण फायबरमध्ये वापरले जाते.

आकृती 3: एकाधिक ध्रुवीकरण स्प्लिटर्स.