Kremíkpasívne komponenty
V kremíkových fotonike je niekoľko kľúčových pasívnych komponentov. Jedným z nich je povrchovo emitujúca mriežka, ako je znázornené na obrázku 1A. Skladá sa zo silnej mriežky vo vlnovode, ktorého obdobie sa približne rovná vlnovej dĺžke svetelnej vlny vo vlnovode. To umožňuje, aby sa svetlo emitovalo alebo prijalo kolmo na povrch, takže je ideálne pre merania na úrovni oblátok a/alebo spojenie s vláknom. Mriežkové spojky sú trochu jedinečné pre kremíkovú fotoniku v tom, že vyžadujú vysoký vertikálny kontrast indexu. Napríklad, ak sa pokúsite urobiť mriežkový spojček v konvenčnom vlnovomodede Inp, svetlo unikne priamo do substrátu namiesto toho, aby sa emitovalo vertikálne, pretože mriežkový vlnovod má nižší priemerný index lomu ako substrát. Aby to fungovalo v INP, materiál musí byť vykopaný pod mriežkou, aby sa pozastavil, ako je znázornené na obrázku 1B.
Obrázok 1: povrchovo emitujúce jednorozmerné mriežkové spojky v kremíku (A) a INP (B). V (a) sivá a svetlo modrá predstavujú kremík a oxid kremičitý. V (B), červená a oranžová predstavuje InGaasp a Inp. Obrázky (C) a (D) sú snímky skenovacieho elektrónového mikroskopu (SEM) snímok strúhanky s strúhankou strúhanky INP.
Ďalším kľúčovým komponentom je prevodník bodovej veľkosti (SSC) medzioptický vlnovoda vlákno, ktoré premieňa režim asi 0,5 x 1 μm2 v kremíkovom vlnovode na režim asi 10 x 10 μm2 vo vlákne. Typickým prístupom je použitie štruktúry nazývanej inverzná zúženia, v ktorej sa vlnovod postupne zužuje na malú špičku, čo vedie k významnému rozšíreniuoptickýrežim. Tento režim môže byť zachytený zaveseným skleneným vlnovodom, ako je znázornené na obrázku 2. S takým SSC sa ľahko dosiahne strata spojenia nižšia ako 1,5 dB.
Obrázok 2: Prevodník veľkosti vzoru pre vlnovody kremíkových drôtov. Kremíkový materiál tvorí inverznú kužeľovú štruktúru vo vnútri zaveseného skleneného vlnovodu. Kremíkový substrát bol vyleptaný pod zaveseným skleneným vlnovodom.
Kľúčovou pasívnou zložkou je rozdeľovač polarizačného lúča. Niektoré príklady polarizačných rozdeľovačov sú znázornené na obrázku 3. Prvým je interferometer Mach-Zender (MZI), kde každé rameno má iný dvojlom. Druhým je jednoduchý smerový spojček. Tvarový dvojloma typického vlnovodu kremíka je veľmi vysoký, takže priečne magnetické (TM) polarizované svetlo môže byť úplne spojené, zatiaľ čo priečne elektrické (TE) polarizované svetlo môže byť takmer odpojené. Tretia je mriežka, v ktorej je vlákno umiestnené v uhle, takže TE polarizované svetlo je spojené v jednom smere a TM polarizované svetlo je spojené v druhom. Štvrtý je dvojrozmerná mriežka. Režimy vlákien, ktorých elektrické polia sú kolmé na smer šírenia vlnovodu, sú spojené s príslušným vlnovodom. Vlákno sa môže nakloniť a je spojené s dvoma vlnovodami alebo kolmé na povrch a spojené s štyrmi vlnovodami. Ďalšou výhodou dvojrozmerných mriežkových spojov je to, že pôsobia ako polarizačné rotátory, čo znamená, že všetky svetlo na čipe má rovnakú polarizáciu, ale vo vlákne sa používajú dve ortogonálne polarizácie.
Obrázok 3: Viacnásobné rozdeľovače polarizácie.
Čas príspevku: júl 16-2024