Silicon Photonics Passive Components

Silicon photonicsMga passive na sangkap

Mayroong maraming mga pangunahing sangkap na pasibo sa mga photonics ng silikon. Ang isa sa mga ito ay isang ibabaw-emitting grating coupler, tulad ng ipinapakita sa Figure 1A. Binubuo ito ng isang malakas na rehas sa waveguide na ang panahon ay humigit -kumulang na katumbas ng haba ng haba ng light wave sa waveguide. Pinapayagan nito ang ilaw na mailabas o matanggap na patayo sa ibabaw, na ginagawang perpekto para sa mga sukat na antas ng wafer at/o pagkabit sa hibla. Ang mga coupler ng rehas ay medyo natatangi sa mga photonics ng silikon na nangangailangan sila ng mataas na vertical index na kaibahan. Halimbawa, kung susubukan mong gumawa ng isang grating coupler sa isang maginoo na waveguide ng INP, ang ilaw ay tumagas nang direkta sa substrate sa halip na mailabas nang patayo dahil ang grating waveguide ay may mas mababang average na refractive index kaysa sa substrate. Upang gawin itong gumana sa INP, ang materyal ay dapat na hinukay sa ilalim ng rehas upang suspindihin ito, tulad ng ipinapakita sa Figure 1B.

Larawan 1: Ang paglabas ng one-dimensional na mga coupler ng rehas sa silikon (A) at INP (B). Sa (a), ang kulay abo at light blue ay kumakatawan sa silikon at silica, ayon sa pagkakabanggit. Sa (b), ang pula at orange ay kumakatawan sa Ingaasp at INP, ayon sa pagkakabanggit. Ang mga figure (c) at (d) ay nag -scan ng mga imahe ng mikroskopyo ng elektron (SEM) ng isang inp na nasuspinde na cantilever grating coupler.

Ang isa pang pangunahing sangkap ay ang spot-size converter (SSC) sa pagitan ngOptical waveguideat ang hibla, na nagko -convert ng isang mode na halos 0.5 × 1 μm2 sa silikon na waveguide sa isang mode na halos 10 × 10 μm2 sa hibla. Ang isang tipikal na diskarte ay ang paggamit ng isang istraktura na tinatawag na kabaligtaran na taper, kung saan ang waveguideOpticalmode patch. Ang mode na ito ay maaaring makuha ng isang nasuspinde na glass waveguide, tulad ng ipinapakita sa Larawan 2. Sa tulad ng isang SSC, ang pagkawala ng pagkabit na mas mababa sa 1.5dB ay madaling makamit.

Larawan 2: Ang laki ng converter ng pattern para sa mga waveguides ng silikon. Ang materyal na silikon ay bumubuo ng isang kabaligtaran na istraktura ng conical sa loob ng nasuspinde na waveguide ng salamin. Ang substrate ng silikon ay na -etched sa ilalim ng nasuspinde na waveguide ng salamin.

Ang pangunahing sangkap na pasibo ay ang polariseysyon ng beam splitter. Ang ilang mga halimbawa ng mga polariseysyon ng polariseysyon ay ipinapakita sa Larawan 3. Ang una ay isang Interferometer ng Mach-Zender (MZI), kung saan ang bawat braso ay may ibang pag-aalsa. Ang pangalawa ay isang simpleng coupler ng direksyon. Ang hugis ng birefringence ng isang tipikal na silikon wire waveguide ay napakataas, kaya ang transverse magnetic (TM) polarized light ay maaaring ganap na isama, habang ang transverse electrical (TE) polarized light ay maaaring halos hindi mapigilan. Ang pangatlo ay isang grating coupler, kung saan ang hibla ay inilalagay sa isang anggulo upang ang polarized light ay kaisa sa isang direksyon at ang polarized na ilaw ay isinama sa kabilang. Ang ika-apat ay isang two-dimensional na grating coupler. Ang mga mode ng hibla na ang mga electric field ay patayo sa direksyon ng pagpapalaganap ng waveguide ay isinama sa kaukulang waveguide. Ang hibla ay maaaring ikiling at isama sa dalawang waveguides, o patayo sa ibabaw at kaisa sa apat na waveguides. Ang isang dagdag na bentahe ng dalawang-dimensional na mga coupler ng rehas ay kumikilos sila bilang mga rotator ng polariseysyon, na nangangahulugang ang lahat ng ilaw sa chip ay may parehong polariseysyon, ngunit ang dalawang orthogonal polarizations ay ginagamit sa hibla.

Larawan 3: Maramihang mga polariseysyon ng polariseysyon.