సిలికాన్ ఫోటోనిక్స్ నిష్క్రియ భాగాలు

సిలికాన్ ఫోటోనిక్స్నిష్క్రియ భాగాలు

సిలికాన్ ఫోటోనిక్స్‌లో అనేక కీలకమైన పాసివ్ కాంపోనెంట్లు ఉన్నాయి. వీటిలో ఒకటి సర్ఫేస్-ఎమిటింగ్ గ్రేటింగ్ కప్లర్, ఇది పటం 1Aలో చూపబడింది. ఇది వేవ్‌గైడ్‌లో ఒక బలమైన గ్రేటింగ్‌ను కలిగి ఉంటుంది, దీని పీరియడ్ వేవ్‌గైడ్‌లోని కాంతి తరంగం యొక్క తరంగదైర్ఘ్యానికి సుమారుగా సమానంగా ఉంటుంది. ఇది కాంతిని ఉపరితలానికి లంబంగా ఉద్గారం చేయడానికి లేదా స్వీకరించడానికి అనుమతిస్తుంది, అందువల్ల ఇది వేఫర్-స్థాయి కొలతలకు మరియు/లేదా ఫైబర్‌కు కప్లింగ్ చేయడానికి ఆదర్శంగా ఉంటుంది. గ్రేటింగ్ కప్లర్లు సిలికాన్ ఫోటోనిక్స్‌లో కొంత ప్రత్యేకమైనవి, ఎందుకంటే వాటికి అధిక నిలువు ఇండెక్స్ కాంట్రాస్ట్ అవసరం. ఉదాహరణకు, మీరు ఒక సాంప్రదాయ InP వేవ్‌గైడ్‌లో గ్రేటింగ్ కప్లర్‌ను తయారు చేయడానికి ప్రయత్నిస్తే, కాంతి నిలువుగా ఉద్గారం కాకుండా నేరుగా సబ్‌స్ట్రేట్‌లోకి లీక్ అవుతుంది, ఎందుకంటే గ్రేటింగ్ వేవ్‌గైడ్ సబ్‌స్ట్రేట్ కంటే తక్కువ సగటు వక్రీభవన సూచికను కలిగి ఉంటుంది. InPలో దీనిని పనిచేయించడానికి, పటం 1Bలో చూపిన విధంగా, గ్రేటింగ్‌ను వేలాడదీయడానికి దాని కింద పదార్థాన్ని తవ్వాలి.

పటం 1: సిలికాన్ (A) మరియు InP (B) లలో ఉపరితలం నుండి ఉద్గారమయ్యే ఏకమితీయ గ్రేటింగ్ కప్లర్లు. (A) లో, బూడిద మరియు లేత నీలం రంగులు వరుసగా సిలికాన్ మరియు సిలికాను సూచిస్తాయి. (B) లో, ఎరుపు మరియు నారింజ రంగులు వరుసగా InGaAsP మరియు InP లను సూచిస్తాయి. పటాలు (C) మరియు (D) అనేవి InP సస్పెండెడ్ కాంటిలివర్ గ్రేటింగ్ కప్లర్ యొక్క స్కానింగ్ ఎలక్ట్రాన్ మైక్రోస్కోప్ (SEM) చిత్రాలు.

మరో ముఖ్యమైన భాగం స్పాట్-సైజ్ కన్వర్టర్ (SSC)ఆప్టికల్ వేవ్‌గైడ్మరియు ఫైబర్, ఇది సిలికాన్ వేవ్‌గైడ్‌లోని సుమారు 0.5 × 1 μm2 మోడ్‌ను ఫైబర్‌లోని సుమారు 10 × 10 μm2 మోడ్‌గా మారుస్తుంది. ఒక సాధారణ విధానం ఏమిటంటే, ఇన్వర్స్ టేపర్ అని పిలువబడే నిర్మాణాన్ని ఉపయోగించడం, దీనిలో వేవ్‌గైడ్ క్రమంగా ఒక చిన్న కొనగా సన్నబడుతుంది, దీని ఫలితంగా గణనీయమైన విస్తరణ జరుగుతుంది.ఆప్టికల్మోడ్ ప్యాచ్. పటం 2లో చూపిన విధంగా, సస్పెండెడ్ గ్లాస్ వేవ్‌గైడ్ ద్వారా ఈ మోడ్‌ను సంగ్రహించవచ్చు. అటువంటి SSCతో, 1.5dB కంటే తక్కువ కప్లింగ్ నష్టాన్ని సులభంగా సాధించవచ్చు.

పటం 2: సిలికాన్ వైర్ వేవ్‌గైడ్‌ల కోసం ప్యాటర్న్ సైజ్ కన్వర్టర్. వేలాడుతున్న గ్లాస్ వేవ్‌గైడ్ లోపల సిలికాన్ పదార్థం ఒక విలోమ శంఖాకార నిర్మాణాన్ని ఏర్పరుస్తుంది. వేలాడుతున్న గ్లాస్ వేవ్‌గైడ్ కింద సిలికాన్ సబ్‌స్ట్రేట్‌ను ఎట్చ్ చేసి తొలగించారు.

కీలకమైన నిష్క్రియ భాగం ధ్రువణ కిరణ విభజని (పోలరైజేషన్ బీమ్ స్ప్లిటర్). ధ్రువణ విభజనుల యొక్క కొన్ని ఉదాహరణలు పటం 3లో చూపబడ్డాయి. మొదటిది మాక్-జెండర్ ఇంటర్‌ఫెరోమీటర్ (MZI), దీనిలో ప్రతి భుజం వేర్వేరు ద్వివక్రీభవనాన్ని కలిగి ఉంటుంది. రెండవది ఒక సాధారణ దిశాత్మక కప్లర్. ఒక సాధారణ సిలికాన్ వైర్ వేవ్‌గైడ్ యొక్క ఆకార ద్వివక్రీభవనం చాలా ఎక్కువగా ఉంటుంది, కాబట్టి తిర్యక్ అయస్కాంత (TM) ధ్రువణ కాంతిని పూర్తిగా కలుపవచ్చు, అయితే తిర్యక్ విద్యుత్ (TE) ధ్రువణ కాంతిని దాదాపుగా కలపకుండా వదిలివేయవచ్చు. మూడవది గ్రేటింగ్ కప్లర్, దీనిలో ఫైబర్‌ను ఒక కోణంలో ఉంచుతారు, తద్వారా TE ధ్రువణ కాంతి ఒక దిశలో మరియు TM ధ్రువణ కాంతి మరొక దిశలో కలుపబడుతుంది. నాల్గవది ద్విమితీయ గ్రేటింగ్ కప్లర్. ఏ ఫైబర్ మోడ్‌ల విద్యుత్ క్షేత్రాలు వేవ్‌గైడ్ ప్రసరణ దిశకు లంబంగా ఉంటాయో, అవి సంబంధిత వేవ్‌గైడ్‌కు కలుపబడతాయి. ఫైబర్‌ను వంచి రెండు వేవ్‌గైడ్‌లకు లేదా ఉపరితలానికి లంబంగా ఉంచి నాలుగు వేవ్‌గైడ్‌లకు కలుపవచ్చు. ద్విమితీయ గ్రేటింగ్ కప్లర్‌ల యొక్క అదనపు ప్రయోజనం ఏమిటంటే, అవి పోలరైజేషన్ రోటేటర్‌లుగా పనిచేస్తాయి. అంటే, చిప్‌పై ఉన్న కాంతి అంతా ఒకే పోలరైజేషన్‌ను కలిగి ఉంటుంది, కానీ ఫైబర్‌లో రెండు లంబ పోలరైజేషన్‌లు ఉపయోగించబడతాయి.

పటం 3: బహుళ ధ్రువణ విభాజకాలు.