Fotonika silikonowakomponenty pasywne
Istnieje kilka kluczowych elementów pasywnych w fotonice krzemowej. Jednym z nich jest łącznik siatki emitujący powierzchnię, jak pokazano na rycinie 1a. Składa się z silnej siatki w falowodzie, którego okres jest w przybliżeniu równy długości fali fali światła w falowodzie. Umożliwia to emitowanie lub odbieranie światła prostopadle do powierzchni, co czyni je idealnym do pomiarów na poziomie opłat i/lub sprzęgania z włóknem. Łączniki siatki są nieco unikalne dla fotoniki krzemu, ponieważ wymagają wysokiego kontrastu wskaźnika pionowego. Na przykład, jeśli spróbujesz zrobić łącznik kratowy w konwencjonalnym falowodzie INP, światło przenika bezpośrednio do podłoża zamiast emitowanego pionowo, ponieważ falowód siatkowy ma niższy średni współczynnik załamania światła niż podłoże. Aby działał w INP, materiał musi zostać wykopany pod kratą, aby go zawiesić, jak pokazano na rycinie 1b.
Ryc. 1: Jednokwetowe łączniki siatki w krzem (A) i INP (B). W (a) szary i jasnoniebieski reprezentują odpowiednio krzem i krzemionkę. W (b), czerwony i pomarańczowy reprezentują odpowiednio Ingaasp i INP. Ryciny (C) i (D) są skanującym mikroskopem elektronowym (SEM) obrazów łączonego łącznika podawanego INP.
Kolejnym kluczowym elementem jest konwerter wielkości punktowej (SSC) międzyfalowód optycznyoraz włókno, które przekształca tryb około 0,5 × 1 μm2 w falowodzie krzemu w tryb około 10 × 10 μm2 w włóknie. Typowym podejściem jest zastosowanie struktury zwanej odwrotną stożką, w której falowód stopniowo zwęża się do małej końcówki, co powoduje znaczną ekspansjęoptycznyPatcha trybu. Tryb ten można uchwycić przez zawieszony falowód szklany, jak pokazano na ryc. 2. Przy takim SSC utrata sprzęgania mniejsza niż 1,5dB jest łatwo osiągnięta.
Ryc. 2: Przetwórca wielkości wzoru dla falowodu drutu krzemu. Materiał krzemowy tworzy odwrotną strukturę stożkową wewnątrz zawieszonego falowodu szklanego. Podłoże krzemowe wytrawiono pod zawieszonym falowodem szklanym.
Kluczowym elementem pasywnym jest rozdzielacz wiązki polaryzacji. Niektóre przykłady podziałów polaryzacji pokazano na rycinie 3. Pierwszy to interferometr Mach-Zender (MZI), w którym każde ramię ma inną dwójłomność. Drugi to prosty łącznik kierunkowy. Kształtowa dwójłomność typowego falowodu drutu krzemu jest bardzo wysokie, więc spolaryzowane światło magnetyczne (TM) może być w pełni sprzężone, podczas gdy światło spolaryzowane elektryczne (TE) może być prawie odłączone. Trzeci to łącznik siatkowy, w którym włókno jest umieszczane pod kątem, tak że światło spolaryzowane TE jest sprzężone w jednym kierunku, a światło spolaryzowane TM jest sprzężone w drugim. Czwarty to dwuwymiarowy łącznik siatki. Tryby włókien, których pola elektryczne są prostopadłe do kierunku propagacji falowodu, są sprzężone z odpowiadającym falowodem. Włókno może być przechylone i sprzężone z dwoma falowcami lub prostopadle do powierzchni i sprzężone z czterema falowcami. Dodatkową zaletą dwuwymiarowych łączników siatki jest to, że działają one jako rotatory polaryzacyjne, co oznacza, że całe światło na układie ma tę samą polaryzację, ale w włóknie stosuje się dwie polaryzacje ortogonalne.
Rysunek 3: Wiele podziałów polaryzacji.
Czas po: 16-16-2024