Fotonik silikonkomponen pasif
Terdapat beberapa komponen pasif utama dalam fotonik silikon. Salah satunya adalah penggandeng kisi pemancar permukaan, seperti yang ditunjukkan pada Gambar 1A. Penggandeng ini terdiri dari kisi yang kuat di dalam pandu gelombang yang periodenya kira-kira sama dengan panjang gelombang cahaya di dalam pandu gelombang. Hal ini memungkinkan cahaya dipancarkan atau diterima tegak lurus terhadap permukaan, sehingga ideal untuk pengukuran tingkat wafer dan/atau penggandengan ke serat. Penggandeng kisi agak unik untuk fotonik silikon karena memerlukan kontras indeks vertikal yang tinggi. Misalnya, jika Anda mencoba membuat penggandeng kisi pada pandu gelombang InP konvensional, cahaya akan bocor langsung ke substrat, alih-alih dipancarkan secara vertikal karena pandu gelombang kisi memiliki indeks bias rata-rata yang lebih rendah daripada substrat. Agar penggandeng kisi berfungsi pada InP, material harus digali di bawah kisi untuk menggantungnya, seperti yang ditunjukkan pada Gambar 1B.
Gambar 1: Kopler kisi satu dimensi pemancar permukaan berbahan silikon (A) dan InP (B). Pada (A), warna abu-abu dan biru muda masing-masing mewakili silikon dan silika. Pada (B), warna merah dan oranye masing-masing mewakili InGaAsP dan InP. Gambar (C) dan (D) merupakan gambar mikroskop elektron pemindaian (SEM) dari kopler kisi kantilever gantung InP.
Komponen kunci lainnya adalah konverter ukuran spot (SSC) antarapemandu gelombang optikdan serat, yang mengubah mode sekitar 0,5 × 1 μm2 dalam pandu gelombang silikon menjadi mode sekitar 10 × 10 μm2 dalam serat. Pendekatan yang umum adalah dengan menggunakan struktur yang disebut taper terbalik, di mana pandu gelombang secara bertahap menyempit ke ujung kecil, yang menghasilkan perluasan yang signifikan darioptikModus patch. Modus ini dapat ditangkap oleh pandu gelombang kaca yang digantung, seperti yang ditunjukkan pada Gambar 2. Dengan SSC seperti itu, rugi kopling kurang dari 1,5 dB dapat dicapai dengan mudah.
Gambar 2: Konverter ukuran pola untuk pandu gelombang kawat silikon. Material silikon membentuk struktur kerucut terbalik di dalam pandu gelombang kaca yang digantung. Substrat silikon telah terukir di bawah pandu gelombang kaca yang digantung.
Komponen pasif utamanya adalah pemisah berkas polarisasi. Beberapa contoh pemisah polarisasi ditunjukkan pada Gambar 3. Yang pertama adalah interferometer Mach-Zender (MZI), di mana setiap lengan memiliki birefringensi yang berbeda. Yang kedua adalah penggandeng arah sederhana. Birefringensi bentuk pandu gelombang kawat silikon pada umumnya sangat tinggi, sehingga cahaya terpolarisasi magnetik transversal (TM) dapat terkopel sepenuhnya, sementara cahaya terpolarisasi listrik transversal (TE) hampir tidak terkopel. Yang ketiga adalah penggandeng kisi, di mana serat ditempatkan pada sudut sehingga cahaya terpolarisasi TE terkopel dalam satu arah dan cahaya terpolarisasi TM terkopel dalam arah yang lain. Yang keempat adalah penggandeng kisi dua dimensi. Mode serat yang medan listriknya tegak lurus terhadap arah perambatan pandu gelombang dikopel ke pandu gelombang yang sesuai. Serat dapat dimiringkan dan dikopel ke dua pandu gelombang, atau tegak lurus terhadap permukaan dan dikopel ke empat pandu gelombang. Keuntungan tambahan dari penggandeng kisi dua dimensi adalah bahwa mereka bertindak sebagai pemutar polarisasi, yang berarti bahwa semua cahaya pada chip memiliki polarisasi yang sama, tetapi dua polarisasi ortogonal digunakan dalam serat.
Gambar 3: Beberapa pemisah polarisasi.
Waktu posting: 16-Jul-2024