Kiselfotonikpassiva komponenter
Det finns flera viktiga passiva komponenter i kiselfotonik. En av dessa är en ytemitterande gitterkopplare, som visas i figur 1A. Den består av ett starkt gitter i vågledaren vars period är ungefär lika med våglängden för ljusvågen i vågledaren. Detta gör att ljuset kan släppas ut eller tas emot vinkelrätt mot ytan, vilket gör det idealiskt för mätningsmätningar och/eller koppling till fibern. Gitterkopplare är något unika för kiselfotonik genom att de kräver hög vertikal indexkontrast. Om du till exempel försöker göra en gitterkopplare i en konventionell INP -vågledare, läcker ljuset direkt in i underlaget istället för att släppas ut vertikalt eftersom gittervågledaren har ett lägre genomsnittligt brytningsindex än substratet. För att det ska fungera i INP måste materialet grävas under gitteret för att avbryta det, såsom visas i figur 1B.
Figur 1: Ytemitterande endimensionella gitterkopplare i kisel (A) och INP (B). I (a) representerar grå och ljusblå kisel respektive kiseldioxid. I (b) representerar röd och orange Ingaasp respektive Inp. Siffror (C) och (D) skannar elektronmikroskop (SEM) -bilder av en INP -suspenderad cantilever gitterkopplare.
En annan nyckelkomponent är spot-size-omvandlaren (SSC) mellanoptisk vågledareoch fibern, som omvandlar ett läge på cirka 0,5 × 1 μm2 i kiselvågledaren till ett läge på cirka 10 × 10 μm2 i fibern. Ett typiskt tillvägagångssätt är att använda en struktur som kallas den omvända avsmalningen, där vågledaren gradvis minskar till ett litet tips, vilket resulterar i en betydande utvidgning avoptiskläge patch. Detta läge kan fångas av en suspenderad glasvågledare, såsom visas i figur 2. Med en sådan SSC uppnås kopplingsförlusten på mindre än 1,5dB lätt.
Bild 2: Mönsterstorlekskonverterare för kiseltrådvågledare. Kiselmaterialet bildar en omvänd konisk struktur i den upphängda glasvågledaren. Kiselsubstratet har etsats bort under den suspenderade glasvågledaren.
Den viktigaste passiva komponenten är polarisationsstrålen. Några exempel på polarisationsdelare visas i figur 3. Den första är en mach-zender interferometer (MZI), där varje arm har en annan dubbelbrytning. Den andra är en enkel riktningskopplare. Formen som är dubbelbrytning av en typisk kiseltrådvågledare är mycket hög, så tvärgående magnetiska (TM) polariserat ljus kan vara fullt kopplat, medan tvärgående elektriskt (TE) polariserat ljus kan nästan kopplas bort. Den tredje är en gitterkopplare, i vilken fibern placeras i en vinkel så att TE -polariserat ljus är kopplat i en riktning och TM -polariserat ljus kopplas i det andra. Den fjärde är en tvådimensionell gitterkopplare. Fiberlägen vars elektriska fält är vinkelrätt mot riktningen för vågledarförökningen är kopplade till motsvarande vågledare. Fiberen kan lutas och kopplas till två vågledare, eller vinkelrätt mot ytan och kopplas till fyra vågledare. En extra fördel med tvådimensionella gitterkopplare är att de fungerar som polarisationsrotatorer, vilket innebär att allt ljus på chipet har samma polarisering, men två ortogonala polarisationer används i fibern.
Bild 3: Flera polarisationsdelar.
Posttid: Jul-16-2024