Silicia fotonikopasivaj komponantoj
Ekzistas pluraj ŝlosilaj pasivaj komponantoj en silicia fotoniko. Unu el ĉi tiuj estas surfac-elsendanta krada kuplilo, kiel montrite en Figuro 1A. Ĝi konsistas el forta krado en la ondgvidilo, kies periodo estas proksimume egala al la ondolongo de la lumondo en la ondgvidilo. Ĉi tio permesas al la lumo esti elsendita aŭ ricevita perpendikulare al la surfaco, igante ĝin ideala por mezuradoj je oblatoj kaj/aŭ kuplado al la fibro. Kradaj kupliloj estas iom unikaj al silicia fotoniko, ĉar ili postulas altan vertikalan indeksan kontraston. Ekzemple, se vi provas fari kradan kuplilon en konvencia InP-ondgvidilo, la lumo likas rekte en la substraton anstataŭ esti elsendita vertikale, ĉar la krada ondgvidilo havas pli malaltan averaĝan refraktan indicon ol la substrato. Por ke ĝi funkciu en la InP, materialo devas esti elfosita sub la krado por suspendi ĝin, kiel montrite en Figuro 1B.
Figuro 1: surfac-elsendantaj unu-dimensiaj kradkupliloj el silicio (A) kaj InP (B). En (A), griza kaj helblua reprezentas silicion kaj silician oksidon, respektive. En (B), ruĝa kaj oranĝa reprezentas InGaAsP kaj InP, respektive. Figuroj (C) kaj (D) estas skanaj elektronmikroskopaj (SEM) bildoj de InP-ŝveba kantilevra kradkuplilo.
Alia ŝlosila komponanto estas la punkt-grandeca konvertilo (SSC) inter laoptika ondgvidilokaj la fibro, kiu konvertas reĝimon de ĉirkaŭ 0,5 × 1 μm² en la silicia ondgvidilo al reĝimo de ĉirkaŭ 10 × 10 μm² en la fibro. Tipa aliro estas uzi strukturon nomatan la inversa konusforma pinto, en kiu la ondgvidilo iom post iom mallarĝiĝas al malgranda pinto, kio rezultas en signifa vastiĝo de laoptikareĝima peceto. Ĉi tiu reĝimo povas esti kaptita per ŝveba vitra ondgvidilo, kiel montrite en Figuro 2. Kun tia SSC, la kupliga perdo de malpli ol 1.5dB estas facile atingebla.
Figuro 2: Konvertilo de grandeco de ŝablonoj por siliciaj drataj ondogvidiloj. La silicia materialo formas inversan konusan strukturon ene de la ŝveba vitra ondogvidilo. La silicia substrato estis gratita sub la ŝveba vitra ondogvidilo.
La ŝlosila pasiva komponanto estas la polariga radiodividilo. Kelkaj ekzemploj de polarigaj dividiloj estas montritaj en Figuro 3. La unua estas Mach-Zender-interferometro (MZI), kie ĉiu brako havas malsaman duoblan refrakton. La dua estas simpla direkta kuplilo. La formo de duobla refrakto de tipa silicia drata ondgvidilo estas tre alta, do transversa magneta (TM) polarigita lumo povas esti plene kuplita, dum transversa elektra (TE) polarigita lumo povas esti preskaŭ malkuplita. La tria estas krada kuplilo, en kiu la fibro estas metita laŭ angulo tiel ke TE-polarigita lumo estas kuplita en unu direkto kaj TM-polarigita lumo estas kuplita en la alia. La kvara estas dudimensia krada kuplilo. Fibro-reĝimoj, kies elektraj kampoj estas perpendikularaj al la direkto de ondgvidila disvastiĝo, estas kuplitaj al la koresponda ondgvidilo. La fibro povas esti klinita kaj kuplita al du ondgvidiloj, aŭ perpendikulara al la surfaco kaj kuplita al kvar ondgvidiloj. Plia avantaĝo de dudimensiaj kradaj kupliloj estas, ke ili funkcias kiel polarigaj rotaciiloj, kio signifas, ke ĉiu lumo sur la ĉipo havas la saman polusiĝon, sed du ortogonalaj polusiĝoj estas uzataj en la fibro.
Figuro 3: Multoblaj polarigaj dividiloj.
Afiŝtempo: 16-a de Julio, 2024