სილიკონის ფოტონიკის პასიური კომპონენტები

სილიკონის ფოტონიკაპასიური კომპონენტები

სილიკონის ფოტონიკაში რამდენიმე ძირითადი პასიური კომპონენტია. ერთ-ერთი მათგანია ზედაპირის გამოსხივების ბადეები, როგორც ნაჩვენებია სურათზე 1A. იგი შედგება ტალღის გამტარში არსებული ძლიერი ბადესაგან, რომლის პერიოდი დაახლოებით ტოლია სინათლის ტალღის ტალღის სიგრძისა ტალღის გამტარში. ეს საშუალებას აძლევს სინათლის გამოსხივებას ან მიღებას ზედაპირზე პერპენდიკულურად, რაც მას იდეალურს ხდის ვაფლის დონის გაზომვისთვის და/ან ბოჭკოს დასაკავშირებლად. ბადეების შეწყვილები გარკვეულწილად უნიკალურია სილიკონის ფოტონიკისთვის, რადგან ისინი საჭიროებენ მაღალი ვერტიკალური ინდექსის კონტრასტს. მაგალითად, თუ თქვენ ცდილობთ გააკეთოთ ბადეების შემაერთებელი ჩვეულებრივი InP ტალღის გამტარში, სინათლე იფეთქება პირდაპირ სუბსტრატში, ნაცვლად ვერტიკალურად გამოსხივების, რადგან ღეროს ტალღის გამტარს აქვს უფრო დაბალი საშუალო გარდატეხის ინდექსი, ვიდრე სუბსტრატს. იმისათვის, რომ ის იმუშაოს InP-ში, მასალა უნდა იყოს გათხრილი ბადეების ქვეშ, რომ შეჩერდეს, როგორც ეს ნაჩვენებია სურათზე 1B.

სურათი 1: ზედაპირის გამოსხივების ერთგანზომილებიანი ბადეები სილიკონში (A) და InP (B). (A), ნაცრისფერი და ღია ლურჯი წარმოადგენს სილიციუმს და სილიციუმს, შესაბამისად. (B) წითელი და ნარინჯისფერი წარმოადგენს InGaAsP და InP, შესაბამისად. ფიგურები (C) და (D) არის სკანირების ელექტრონული მიკროსკოპის (SEM) გამოსახულება InP დაკიდული კონსოლური ბადეების შემწყვილებელი.

კიდევ ერთი ძირითადი კომპონენტია ლაქების ზომის გადამყვანი (SSC) შორისოპტიკური ტალღადა ბოჭკოვანი, რომელიც აკონვერტებს დაახლოებით 0,5 × 1 μm2 რეჟიმს სილიკონის ტალღის გამტარში დაახლოებით 10 × 10 μm2 ბოჭკოში. ტიპიური მიდგომა არის სტრუქტურის გამოყენება, რომელსაც ეწოდება ინვერსიული კონუსური, რომელშიც ტალღის გამტარი თანდათან ვიწროვდება პატარა წვერომდე, რაც იწვევს მნიშვნელოვან გაფართოებას.ოპტიკურირეჟიმის პაჩი. ამ რეჟიმის დაჭერა შესაძლებელია შეკიდული მინის ტალღის გამტარით, როგორც ეს ნაჩვენებია 2-ში. ასეთი SSC-ით, შეერთების დანაკარგი 1,5 დბ-ზე ნაკლებია, ადვილად მიიღწევა.

სურათი 2: შაბლონის ზომის გადამყვანი სილიკონის მავთულის ტალღების გამტარებისთვის. სილიკონის მასალა აყალიბებს შებრუნებულ კონუსურ სტრუქტურას შეკიდული მინის ტალღის გამტარის შიგნით. სილიკონის სუბსტრატი ამოტვიფრულია შეკიდული მინის ტალღის მიდის ქვეშ.

მთავარი პასიური კომპონენტია პოლარიზაციის სხივის გამყოფი. პოლარიზაციის გამყოფების რამდენიმე მაგალითი ნაჩვენებია სურათზე 3. პირველი არის მახ-ზენდერის ინტერფერომეტრი (MZI), სადაც თითოეულ მკლავს აქვს განსხვავებული ორმხრივი შეფერხება. მეორე არის მარტივი მიმართულების შემაერთებელი. ტიპიური სილიკონის მავთულის ტალღის გამტარის ფორმის ორმხრივი შეფერხება ძალიან მაღალია, ამიტომ განივი მაგნიტური (TM) პოლარიზებული შუქი შეიძლება სრულად იყოს დაწყვილებული, ხოლო განივი ელექტრული (TE) პოლარიზებული შუქი შეიძლება თითქმის გაუწყლოდეს. მესამე არის ბადეების შემაერთებელი, რომელშიც ბოჭკო მოთავსებულია კუთხით ისე, რომ TE პოლარიზებული სინათლე დაწყვილდეს ერთი მიმართულებით და TM პოლარიზებული სინათლე დაწყვილდეს მეორეში. მეოთხე არის ორგანზომილებიანი ბადეების შემაერთებელი. ბოჭკოვანი რეჟიმები, რომელთა ელექტრული ველები პერპენდიკულარულია ტალღის გავრცელების მიმართულების მიმართ, დაკავშირებულია შესაბამის ტალღურ გამტართან. ბოჭკოვანი შეიძლება იყოს დახრილი და შეერთებული ორ ტალღის გამტართან, ან ზედაპირთან პერპენდიკულურად და ოთხ ტალღოვანთან დაწყვილებული. ორგანზომილებიანი ბადეების დაწყვილების დამატებითი უპირატესობა არის ის, რომ ისინი მოქმედებენ როგორც პოლარიზაციის მბრუნავი, რაც იმას ნიშნავს, რომ ჩიპზე ყველა შუქს აქვს იგივე პოლარიზაცია, მაგრამ ბოჭკოში გამოყენებულია ორი ორთოგონალური პოლარიზაცია.

სურათი 3: მრავალჯერადი პოლარიზაციის გამყოფი.