Fotonik silikonkomponen pasif
Ada beberapa komponen pasif utama dalam fotonik silikon. Salah satunya adalah coupler kisi pemancar permukaan, seperti yang ditunjukkan pada Gambar 1A. Coupler ini terdiri dari kisi kuat di pemandu gelombang yang periodenya kira-kira sama dengan panjang gelombang gelombang cahaya di pemandu gelombang. Coupler ini memungkinkan cahaya dipancarkan atau diterima tegak lurus ke permukaan, sehingga ideal untuk pengukuran tingkat wafer dan/atau coupling ke serat. Coupler kisi agak unik untuk fotonik silikon karena memerlukan kontras indeks vertikal yang tinggi. Misalnya, jika Anda mencoba membuat coupler kisi di pemandu gelombang InP konvensional, cahaya bocor langsung ke substrat alih-alih dipancarkan secara vertikal karena pemandu gelombang kisi memiliki indeks bias rata-rata yang lebih rendah daripada substrat. Agar coupler ini berfungsi di InP, material harus digali di bawah kisi untuk menahannya, seperti yang ditunjukkan pada Gambar 1B.
Gambar 1: coupler kisi satu dimensi pemancar permukaan dalam silikon (A) dan InP (B). Pada (A), abu-abu dan biru muda masing-masing mewakili silikon dan silika. Pada (B), merah dan oranye masing-masing mewakili InGaAsP dan InP. Gambar (C) dan (D) adalah gambar mikroskop elektron pemindaian (SEM) dari coupler kisi kantilever InP yang digantung.
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 menggunakan struktur yang disebut taper terbalik, di mana pandu gelombang secara bertahap menyempit ke ujung kecil, yang menghasilkan perluasan yang signifikan darioptikpatch mode. Mode ini dapat ditangkap oleh pandu gelombang kaca yang digantung, seperti yang ditunjukkan pada Gambar 2. Dengan SSC seperti itu, kerugian kopling kurang dari 1,5 dB dapat dicapai dengan mudah.
Gambar 2: Konverter ukuran pola untuk pemandu gelombang kawat silikon. Material silikon membentuk struktur kerucut terbalik di dalam pemandu gelombang kaca yang digantung. Substrat silikon telah terukir di bawah pemandu gelombang kaca yang digantung.
Komponen pasif yang utama 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 coupler arah sederhana. Birefringensi bentuk dari pemandu gelombang kawat silikon yang umum sangat tinggi, sehingga cahaya terpolarisasi magnetik transversal (TM) dapat sepenuhnya digabungkan, sementara cahaya terpolarisasi listrik transversal (TE) hampir tidak dapat digabungkan. Yang ketiga adalah coupler kisi, di mana serat ditempatkan pada sudut sehingga cahaya terpolarisasi TE digabungkan dalam satu arah dan cahaya terpolarisasi TM digabungkan dalam arah yang lain. Yang keempat adalah coupler kisi dua dimensi. Mode serat yang medan listriknya tegak lurus terhadap arah perambatan pemandu gelombang digabungkan ke pemandu gelombang yang sesuai. Serat dapat dimiringkan dan digabungkan ke dua pemandu gelombang, atau tegak lurus ke permukaan dan digabungkan ke empat pemandu gelombang. Keuntungan tambahan dari kopler kisi dua dimensi adalah ia bertindak sebagai pemutar polarisasi, yang berarti 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