Fotonik silikonkomponen pasif
Ada beberapa komponen pasif utama dalam fotonik silikon. Salah satunya adalah grating coupler yang memancarkan permukaan, seperti yang ditunjukkan pada Gambar 1A. Ini terdiri dari kisi-kisi kuat di pandu gelombang yang periodenya kira-kira sama dengan panjang gelombang gelombang cahaya di pandu gelombang. Hal ini memungkinkan cahaya dipancarkan atau diterima secara tegak lurus ke permukaan, sehingga ideal untuk pengukuran tingkat wafer dan/atau sambungan ke serat. Skrup kisi agak unik untuk fotonik silikon karena memerlukan kontras indeks vertikal yang tinggi. Misalnya, jika Anda mencoba membuat penggandeng kisi dalam pandu gelombang InP konvensional, cahaya akan bocor langsung ke substrat dan bukannya dipancarkan secara vertikal karena pandu gelombang kisi memiliki indeks bias rata-rata yang lebih rendah daripada media. Agar dapat berfungsi di InP, material harus digali di bawah kisi untuk menahannya, seperti yang ditunjukkan pada Gambar 1B.
Gambar 1: skrup kisi satu dimensi yang memancarkan permukaan dalam silikon (A) dan InP (B). Pada (A), 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) adalah gambar pemindaian mikroskop elektron (SEM) dari coupler kisi kantilever tersuspensi InP.
Komponen penting lainnya adalah konverter ukuran spot (SSC) antarapandu gelombang optikdan serat, yang mengubah mode sekitar 0,5 × 1 μm2 dalam pandu gelombang silikon menjadi mode sekitar 10 × 10 μm2 di serat. Pendekatan yang umum dilakukan adalah dengan menggunakan struktur yang disebut lancip terbalik (inverse taper), di mana pandu gelombang secara bertahap menyempit hingga mencapai ujung yang kecil, sehingga menghasilkan perluasan gelombang yang signifikan.optiktambalan modus. Mode ini dapat ditangkap oleh pandu gelombang kaca yang ditangguhkan, seperti yang ditunjukkan pada Gambar 2. Dengan SSC seperti itu, kehilangan kopling kurang dari 1,5dB dapat dicapai dengan mudah.
Gambar 2: Konverter ukuran pola untuk pandu gelombang kawat silikon. Bahan silikon membentuk struktur kerucut terbalik di dalam pandu gelombang kaca yang ditangguhkan. Substrat silikon telah tergores di bawah pandu gelombang kaca yang ditangguhkan.
Komponen pasif utamanya adalah pembagi berkas polarisasi. Beberapa contoh pembagi polarisasi ditunjukkan pada Gambar 3. Yang pertama adalah interferometer Mach-Zender (MZI), di mana setiap lengan memiliki birefringence yang berbeda. Yang kedua adalah penggandeng arah sederhana. Bentuk birefringence dari pandu gelombang kawat silikon sangat tinggi, sehingga cahaya terpolarisasi magnetik transversal (TM) dapat digabungkan sepenuhnya, sedangkan cahaya terpolarisasi listrik transversal (TE) hampir tidak berpasangan. Yang ketiga adalah grating coupler, dimana serat ditempatkan pada suatu Sudut sehingga cahaya terpolarisasi TE digabungkan dalam satu arah dan cahaya terpolarisasi TM digabungkan dalam arah yang lain. Yang keempat adalah grating coupler dua dimensi. Mode serat yang medan listriknya tegak lurus terhadap arah rambat pandu gelombang digabungkan ke pandu gelombang yang sesuai. Serat dapat dimiringkan dan digabungkan dengan dua pandu gelombang, atau tegak lurus terhadap permukaan dan digabungkan dengan empat pandu gelombang. Keuntungan tambahan dari penggandeng kisi dua dimensi adalah bahwa mereka bertindak sebagai rotator polarisasi, yang berarti bahwa semua cahaya pada chip memiliki polarisasi yang sama, namun dua polarisasi ortogonal digunakan dalam serat.
Gambar 3: Beberapa pemisah polarisasi.
Waktu posting: 16 Juli 2024