Vipengele tulivu vya fotoniki za silikoni

Fonetiki za silikonivipengele tulivu

Kuna vipengele kadhaa muhimu visivyotumika katika fotoniki za silikoni. Mojawapo ya hivi ni kiunganishi cha wavu kinachotoa utosi juu, kama inavyoonyeshwa kwenye Mchoro 1A. Kina wavu mkali katika mwongozo wa wimbi ambao kipindi chake ni sawa na urefu wa wimbi la mwanga katika mwongozo wa wimbi. Hii inaruhusu mwanga kutolewa au kupokelewa kwa wima kwenye uso, na kuifanya iwe bora kwa vipimo vya kiwango cha wafer na/au kuunganishwa na nyuzi. Viunganishi vya wavu ni vya kipekee kwa fotoniki za silikoni kwa kuwa vinahitaji utofautishaji wa faharasa ya wima ya juu. Kwa mfano, ukijaribu kutengeneza kiunganishi cha wavu katika mwongozo wa wimbi wa kawaida wa InP, mwanga huvuja moja kwa moja kwenye substrate badala ya kutolewa wima kwa sababu mwongozo wa wimbi wa wavu una faharasa ya wastani ya chini ya refractive kuliko substrate. Ili kuifanya ifanye kazi katika InP, nyenzo lazima zichimbwe chini ya wavu ili kuishikilia, kama inavyoonyeshwa kwenye Mchoro 1B.

Mchoro 1: viunganishi vya wavu vyenye mwelekeo mmoja vinavyotoa uso katika silikoni (A) na InP (B). Katika (A), kijivu na bluu nyepesi vinawakilisha silikoni na silika, mtawalia. Katika (B), nyekundu na chungwa vinawakilisha InGaAsP na InP, mtawalia. Mchoro (C) na (D) ni picha za darubini ya elektroni (SEM) za kiunganishi cha wavu cha InP kilichosimamishwa.

Kipengele kingine muhimu ni kibadilishaji cha ukubwa wa doa (SSC) kati yamwongozo wa mawimbi ya machona nyuzinyuzi, ambayo hubadilisha hali ya takriban 0.5 × 1 μm2 katika mwongozo wa wimbi la silikoni hadi hali ya takriban 10 × 10 μm2 katika nyuzinyuzi. Mbinu ya kawaida ni kutumia muundo unaoitwa inverse taper, ambapo mwongozo wa wimbi hupungua polepole hadi ncha ndogo, ambayo husababisha upanuzi mkubwa wamachokiraka cha modi. Hali hii inaweza kunaswa na mwongozo wa wimbi wa kioo ulioning'inizwa, kama inavyoonyeshwa kwenye Mchoro 2. Kwa SSC kama hiyo, upotevu wa kiunganishi wa chini ya 1.5dB unapatikana kwa urahisi.

Mchoro 2: Kibadilishaji ukubwa wa ruwaza kwa miongozo ya mawimbi ya waya ya silikoni. Nyenzo ya silikoni huunda muundo wa koni kinyume ndani ya mwongozo wa mawimbi wa kioo ulioning'inizwa. Sehemu ya chini ya silikoni imechongwa chini ya mwongozo wa mawimbi wa kioo ulioning'inizwa.

Kipengele muhimu cha tulivu ni kigawanyiko cha boriti ya upolarization. Baadhi ya mifano ya vigawanyiko vya upolarization imeonyeshwa kwenye Mchoro 3. Ya kwanza ni kipima-umbo cha Mach-Zender (MZI), ambapo kila mkono una birefringence tofauti. Ya pili ni kiunganishi rahisi cha mwelekeo. Birefringence ya umbo la mwongozo wa kawaida wa wimbi la waya wa silikoni ni ya juu sana, kwa hivyo mwanga wa sumaku unaovuka (TM) unaweza kuunganishwa kikamilifu, huku mwanga wa polari wa umeme unaovuka (TE) unaweza kuunganishwa karibu. Ya tatu ni kiunganishi cha wavu, ambapo nyuzi huwekwa kwenye Pembe ili mwanga wa polari wa TE uunganishwe katika mwelekeo mmoja na mwanga wa polari wa TM uunganishwe katika upande mwingine. Ya nne ni kiunganishi cha wavu chenye pande mbili. Hali za nyuzi ambazo uwanja wake wa umeme ni sawa na mwelekeo wa uenezaji wa mwongozo wa wimbi zimeunganishwa na mwongozo wa wimbi unaolingana. Nyuzi zinaweza kuegemea na kuunganishwa na miongozo miwili ya wimbi, au sawa na uso na kuunganishwa na miongozo minne ya wimbi. Faida ya ziada ya viunganishi vya wavu vyenye pande mbili ni kwamba hufanya kazi kama vizungushi vya polarization, ikimaanisha kuwa mwanga wote kwenye chipu una polarization sawa, lakini polarization mbili za orthogonal hutumiwa kwenye nyuzi.

Mchoro 3: Vigawanyiko vingi vya polarisation.