Räni fotoonikapassiivsed komponendid
Ränifotoonikas on mitu peamist passiivset komponenti. Üks neist on pinda kiirgav võreühendus, nagu on näidatud joonisel 1A. See koosneb tugevast võrest lainejuhis, mille periood on ligikaudu võrdne lainejuhis oleva valguslaine lainepikkusega. See võimaldab valgust kiirata või vastu võtta pinnaga risti, muutes selle ideaalseks vahvlitaseme mõõtmiseks ja/või kiuga ühendamiseks. Võreühendused on ränifotoonikale mõnevõrra ainulaadsed, kuna need nõuavad kõrget vertikaalse indeksi kontrasti. Näiteks kui proovite teha tavapärases InP lainejuhis võreühendust, lekib valgus otse põhimikusse, mitte ei kiirgaks vertikaalselt, kuna võre lainejuhil on madalam keskmine murdumisnäitaja kui substraadil. Et see InP-s töötaks, tuleb resti alt välja kaevata materjal selle riputamiseks, nagu on näidatud joonisel 1B.
Joonis 1: pinda kiirgavad ühemõõtmelised räni (A) ja InP (B) võreühendused. Punktis (A) tähistavad hall ja helesinine vastavalt räni ja ränidioksiidi. Punktis (B) tähistavad punane ja oranž vastavalt InGaAsP ja InP. Joonised (C) ja (D) on skaneeriva elektronmikroskoobi (SEM) kujutised InP riputatud konsoolvõre sidurist.
Teine oluline komponent on punkt-suuruse konverter (SSC) vaheloptiline lainejuhtja kiud, mis muundab umbes 0,5 × 1 μm2 režiimi ränilainejuhis umbes 10 × 10 μm2 režiimiks kius. Tüüpiline lähenemisviis on kasutada struktuuri, mida nimetatakse pöördkoonuseks, mille puhul lainejuht kitseneb järk-järgult väikeseks tipuks, mille tulemuseks on lainepikkuse oluline laienemine.optilinerežiimi plaaster. Seda režiimi saab fikseerida rippklaasist lainejuhiga, nagu on näidatud joonisel 2. Sellise SSC-ga on hõlpsasti saavutatav alla 1,5 dB ühenduskadu.
Joonis 2: Ränitraadi lainejuhtide mustri suuruse muundur. Ränimaterjal moodustab rippklaasist lainejuhi sees vastupidise koonilise struktuuri. Ränisubstraat on rippuva klaasi lainejuhi alt ära söövitatud.
Peamine passiivne komponent on polarisatsioonikiire jaotur. Mõned näited polarisatsioonijaoturitest on toodud joonisel 3. Esimene on Mach-Zenderi interferomeeter (MZI), kus igal käel on erinev kaksikmurduvus. Teine on lihtne suunaühendus. Tüüpilise ränitraadi lainejuhi kuju kahekordne murdumine on väga kõrge, nii et ristsuunalise magnetilise (TM) polariseeritud valguse saab täielikult ühendada, samas kui põiksuunalise elektrilise (TE) polariseeritud valguse saab peaaegu lahti ühendada. Kolmas on võreühendus, milles kiud asetatakse nurga all nii, et TE polariseeritud valgus on ühendatud ühes suunas ja TM polariseeritud valgus teises suunas. Neljas on kahemõõtmeline võreühendus. Kiudrežiimid, mille elektriväljad on lainejuhi levimissuunaga risti, on ühendatud vastava lainejuhiga. Kiudu saab kallutada ja ühendada kahe lainejuhiga või pinnaga risti ja ühendada nelja lainejuhiga. Kahemõõtmeliste võreühenduste lisaeelis on see, et need toimivad polarisatsioonirotaatoritena, mis tähendab, et kogu kiibil oleva valguse polarisatsioon on sama, kuid kius kasutatakse kahte ortogonaalset polarisatsiooni.
Joonis 3: Mitu polarisatsioonijaoturit.
Postitusaeg: 16. juuli 2024