Vipengele vya Silicon Photonics Passive

Picha za SiliconVipengele vya kupita

Kuna sehemu kadhaa muhimu za kupita katika picha za silicon. Mojawapo ya haya ni coupler inayotoa uso, kama inavyoonyeshwa kwenye Mchoro 1A. Inayo grating yenye nguvu katika wimbi la wimbi ambalo kipindi chake ni sawa na wimbi la wimbi la mwanga kwenye wimbi la wimbi. Hii inaruhusu taa kutolewa au kupokelewa kwa uso, na kuifanya kuwa bora kwa vipimo vya kiwango cha juu na/au kuunganishwa kwa nyuzi. Couplers za grating ni za kipekee kwa picha za silicon kwa kuwa zinahitaji tofauti kubwa ya wima. Kwa mfano, ikiwa unajaribu kutengeneza coupler ya kawaida katika wimbi la kawaida la INP, mwanga huvuja moja kwa moja kwenye sehemu ndogo badala ya kutolewa kwa wima kwa sababu wimbi la wimbi linayo index ya chini ya wastani kuliko substrate. Ili kuifanya iweze kufanya kazi katika INP, nyenzo lazima zifukuzwe chini ya grating ili kuisimamisha, kama inavyoonyeshwa kwenye Mchoro 1B.

Kielelezo 1: Uso-wa-wa-moja-wa-moja-wa-moja kwa moja kwenye silicon (A) na INP (B). Katika (a), kijivu na mwanga huakilisha silicon na silika, mtawaliwa. Katika (b), nyekundu na machungwa inawakilisha Ingasp na INP, mtawaliwa. Kielelezo (c) na (d) ni skanning darubini ya elektroni (SEM) picha za INP zilizosimamishwa za Cantilever grating coupler.

Sehemu nyingine muhimu ni kibadilishaji cha ukubwa wa doa (SSC) kati yaWimbi la machona nyuzi, ambayo hubadilisha hali ya takriban 0.5 × 1 μm2 kwenye wimbi la silicon kuwa hali ya karibu 10 × 10 μm2 kwenye nyuzi. Njia ya kawaida ni kutumia muundo unaoitwa mgawanyaji, ambamo wimbi hupunguza polepole kwa ncha ndogo, ambayo husababisha upanuzi mkubwa wamachoNjia ya kiraka. Njia hii inaweza kutekwa na wimbi la glasi lililosimamishwa, kama inavyoonyeshwa kwenye Mchoro 2. Na SSC kama hiyo, upotezaji wa chini ya 1.5dB unapatikana kwa urahisi.

Kielelezo 2: Mbadilishaji wa ukubwa wa muundo wa wimbi la waya wa silicon. Vifaa vya silicon huunda muundo wa ndani wa ndani ndani ya glasi iliyosimamishwa ya glasi. Sehemu ndogo ya silicon imewekwa chini ya wimbi la glasi iliyosimamishwa.

Sehemu muhimu ya kupita ni mgawanyiko wa boriti ya polarization. Baadhi ya mifano ya splitters za polarization zinaonyeshwa kwenye Mchoro 3. Ya kwanza ni mach-zabuni interferometer (MZI), ambapo kila mkono una birefringence tofauti. Ya pili ni coupler rahisi ya mwelekeo. Sura ya birefringence ya wimbi la kawaida la waya wa silicon ni kubwa sana, kwa hivyo taa ya umeme ya kupita (TM) inaweza kuunganishwa kikamilifu, wakati taa ya umeme (TE) inaweza kuwa karibu bila kufungwa. Ya tatu ni coupler ya grating, ambayo nyuzi huwekwa kwa pembe ili taa ya polarized imeunganishwa kwa mwelekeo mmoja na taa ya TM iliyounganishwa imeunganishwa katika nyingine. Ya nne ni coupler ya pande mbili ya grating. Njia za nyuzi ambazo shamba za umeme ni za pande zote kwa mwelekeo wa uenezaji wa wimbi hujumuishwa na wimbi linalolingana. Fiber inaweza kuwekwa na kuunganishwa na wimbi mbili, au perpendicular kwa uso na pamoja na wimbi nne. Faida iliyoongezwa ya washirika wa pande mbili wa grating ni kwamba hufanya kama mzunguko wa polarization, ikimaanisha kuwa taa zote kwenye chip zina polarization sawa, lakini polarizations mbili za orthogonal hutumiwa kwenye nyuzi.

Kielelezo 3: Splitters nyingi za polarization.