Силиконска фотоника пасивни компоненти

Силиконска фотоникапасивни компоненти

Постојат неколку клучни пасивни компоненти во силиконската фотоника. Еден од нив е спојката за решетки што емитува површина, како што е прикажано на Слика 1А. Се состои од силна решетка во брановодот чиј период е приближно еднаков на брановата должина на светлосниот бран во брановодот. Ова овозможува светлината да се емитува или прима нормално на површината, што го прави идеален за мерења на ниво на обланда и/или спојување со влакното. Спојниците на решетки се донекаде уникатни за силиконската фотоника по тоа што бараат висок вертикален индексен контраст. На пример, ако се обидете да направите спојка за решетки во конвенционален брановодник InP, светлината истекува директно во подлогата наместо да се емитува вертикално, бидејќи брановодот за решетка има помал просечен индекс на прекршување од подлогата. За да може да работи во InP, мора да се ископа материјал под решетката за да се суспендира, како што е прикажано на Слика 1Б.

Слика 1: еднодимензионални спојки за решетки кои емитуваат површина во силициум (A) и InP (B). Во (А), сивата и светло сината претставуваат силициум и силициум диоксид, соодветно. Во (Б), црвената и портокаловата ги претставуваат InGaAsP и InP, соодветно. Сликите (C) и (D) се снимки со електронски микроскоп (SEM) за скенирање на спојка за решетки со суспендирана конзола InP.

Друга клучна компонента е конверторот со големина на место (SSC) помеѓуоптички брановодии влакното, кое конвертира режим од околу 0,5 × 1 μm2 во силиконскиот брановод во режим од околу 10 × 10 μm2 во влакното. Типичен пристап е да се користи структура наречена инверзно стеснување, во која брановодот постепено се стеснува на мал врв, што резултира со значително проширување наоптичкилепенка за режим. Овој режим може да се долови со суспендиран стаклен брановодник, како што е прикажано на слика 2. Со таков SSC, загубата на спојување помала од 1,5dB лесно се постигнува.

Слика 2: Конвертор на големина на шема за брановоди со силиконска жица. Силиконскиот материјал формира инверзна конусна структура во внатрешноста на суспендираното стакло брановоди. Силиконската подлога е врежана под суспендираниот стаклен брановодник.

Клучната пасивна компонента е разделувачот на поларизацискиот зрак. Некои примери на разделувачи на поларизација се прикажани на Слика 3. Првиот е интерферометар Мах-Зендер (MZI), каде што секој крак има различно двојно прекршување. Втората е едноставна насочена спојка. Двојното прекршување на обликот на типичен бранововод со силиконска жица е многу висок, така што попречната магнетна (TM) поларизирана светлина може целосно да се спои, додека попречната електрична (ТЕ) поларизирана светлина може речиси да се одвои. Третиот е спојка за решетки, во која влакното е поставено под агол така што TE поларизираната светлина се спојува во една насока, а TM поларизираната светлина е споена во другата насока. Четвртиот е дводимензионален спој за решетки. Режимите на влакна чии електрични полиња се нормални на насоката на ширење на брановодот се споени со соодветниот брановод. Влакното може да се навалува и да се спои со два брановода или нормално на површината и да се спои со четири брановоди. Дополнителна предност на дводимензионалните спојки за решетки е тоа што тие дејствуваат како поларизациски ротатори, што значи дека целата светлина на чипот има иста поларизација, но две ортогонални поларизации се користат во влакното.

Слика 3: Повеќекратни разделувачи на поларизација.