Silikonová fotonikapasivní součástky
V křemíkové fotonice je několik klíčových pasivních komponent. Jedním z nich je povrchově emitující mřížková spojka, jak je znázorněno na obrázku 1A. Skládá se ze silné mřížky ve vlnovodu, jejíž perioda se přibližně rovná vlnové délce světelné vlny ve vlnovodu. To umožňuje, aby světlo bylo vyzařováno nebo přijímáno kolmo k povrchu, což je ideální pro měření hladiny plátků a/nebo připojení k vláknu. Mřížkové vazební členy jsou pro křemíkovou fotoniku poněkud jedinečné v tom, že vyžadují vysoký kontrast vertikálního indexu. Pokud se například pokusíte vyrobit mřížkovou spojku v konvenčním vlnovodu InP, světlo uniká přímo do substrátu, místo aby bylo vyzařováno vertikálně, protože mřížkový vlnovod má nižší průměrný index lomu než substrát. Aby to fungovalo v InP, musí být pod mřížkou vyhlouben materiál, aby byla zavěšena, jak je znázorněno na obrázku 1B.
Obrázek 1: povrchově emitující jednorozměrné mřížkové vazební členy z křemíku (A) a InP (B). V (A) šedá a světle modrá představují křemík a oxid křemičitý. V (B) červená a oranžová představují InGaAsP a InP. Obrázky (C) a (D) jsou snímky z rastrovacího elektronového mikroskopu (SEM) závěsné spojky InP s konzolovou mřížkou.
Další klíčovou součástí je převodník spot-size (SSC) mezioptický vlnovoda vlákno, které převádí mód asi 0,5 x 1 μm2 v křemíkovém vlnovodu na mód asi 10 x 10 μm2 ve vláknu. Typickým přístupem je použití struktury zvané inverzní zúžení, ve které se vlnovod postupně zužuje na malý hrot, což má za následek výrazné rozšíření vlnovodu.optickýpatch režimu. Tento režim lze zachytit zavěšeným skleněným vlnovodem, jak je znázorněno na obrázku 2. S takovým SSC lze snadno dosáhnout vazební ztráty menší než 1,5 dB.
Obrázek 2: Převodník velikosti vzoru pro vlnovody z křemíkového drátu. Křemíkový materiál tvoří uvnitř zavěšeného skleněného vlnovodu inverzní kuželovitou strukturu. Křemíkový substrát byl vyleptán pod zavěšeným skleněným vlnovodem.
Klíčovou pasivní součástí je polarizační rozdělovač paprsků. Některé příklady polarizačních rozbočovačů jsou uvedeny na obrázku 3. Prvním je Mach-Zenderův interferometr (MZI), kde má každé rameno jiný dvojlom. Druhým je jednoduchá směrová spojka. Tvarový dvojlom typického vlnovodu z křemíkového drátu je velmi vysoký, takže příčné magnetické (TM) polarizované světlo může být plně spojeno, zatímco příčné elektrické (TE) polarizované světlo může být téměř rozpojeno. Třetí je mřížková spojka, ve které je vlákno umístěno pod úhlem tak, že TE polarizované světlo je připojeno v jednom směru a TM polarizované světlo je připojeno ve druhém. Čtvrtá je dvourozměrná mřížková spojka. Vláknové vidy, jejichž elektrická pole jsou kolmá ke směru šíření vlnovodu, jsou spřažena s odpovídajícím vlnovodem. Vlákno může být nakloněno a spojeno se dvěma vlnovody nebo kolmo k povrchu a spojeno se čtyřmi vlnovody. Další výhodou dvourozměrných mřížkových vazebních členů je, že fungují jako polarizační rotátory, což znamená, že všechno světlo na čipu má stejnou polarizaci, ale ve vláknu jsou použity dvě ortogonální polarizace.
Obrázek 3: Vícenásobné polarizační rozbočovače.
Čas odeslání: 16. července 2024