Ränifotoonikapassiivsed komponendid
Ränifotoonikas on mitu olulist passiivset komponenti. Üks neist on pinnalt kiirgav võreühendus, nagu on näidatud joonisel 1A. See koosneb lainejuhis olevast tugevast võrest, mille periood on ligikaudu võrdne lainejuhis oleva valguslaine lainepikkusega. See võimaldab valgust kiirata või vastu võtta pinnaga risti, muutes selle ideaalseks kiibi tasemel mõõtmisteks ja/või kiuga ühendamiseks. Võreühendused on ränifotoonikale mõnevõrra ainulaadsed, kuna need vajavad suurt vertikaalse indeksi kontrasti. Näiteks kui proovite teha võreühendust tavapärases InP-lainejuhis, lekib valgus otse substraadile, selle asemel et kiirata vertikaalselt, kuna võrelainejuhil on madalam keskmine murdumisnäitaja kui substraadil. Selleks, et see InP-s töötaks, tuleb võre alt materjali välja kaevata, et see riputada, nagu on näidatud joonisel 1B.
Joonis 1: ränist (A) ja InP-st (B) pinnalt kiirgavad ühemõõtmelised võreühendused. Joonisel (A) tähistavad hall ja helesinine vastavalt räni ja ränidioksiidi. Joonisel (B) tähistavad punane ja oranž vastavalt InGaAsP-d ja InP-d. Joonised (C) ja (D) on skaneeriva elektronmikroskoobi (SEM) pildid InP-st riputatud konsoolvõreühendusest.
Teine oluline komponent on punktsuuruse muundur (SSC)optiline lainejuhtja kiud, mis muundab ränilainejuhis oleva umbes 0,5 × 1 μm2 suuruse moodi umbes 10 × 10 μm2 suuruseks moodiks kius. Tüüpiline lähenemisviis on kasutada struktuuri, mida nimetatakse pöördkoonuseks, kus lainejuht kitseneb järk-järgult väikeseks tipuks, mille tulemuseks on lainejuhi märkimisväärne laienemine.optilinemoodi laik. Seda moodi saab jäädvustada rippuva klaasist lainejuhiga, nagu on näidatud joonisel 2. Sellise SSC abil on lihtne saavutada sidestuskaotus alla 1,5 dB.
Joonis 2: Ränitraadist lainejuhtide mustri suuruse muundur. Ränimaterjal moodustab riputatud klaaslainejuhi sees pöördkoonilise struktuuri. Ränisubstraat on riputatud klaaslainejuhi alt söövitatud.
Peamine passiivne komponent on polarisatsioonikiire jagaja. Mõned polarisatsioonijagajate näited on näidatud joonisel 3. Esimene on Mach-Zenderi interferomeeter (MZI), kus igal harul on erinev kaksikmurdumine. Teine on lihtne suundsidur. Tüüpilise ränitraadist lainejuhi kuju kaksikmurdumine on väga kõrge, seega saab põikisuunas magnetilist (TM) polariseeritud valgust täielikult siduda, samas kui põikisuunas elektrilist (TE) polariseeritud valgust saab peaaegu lahutada. Kolmas on võresidur, milles kiud on paigutatud nurga all nii, et TE polariseeritud valgus on sidestatud ühes suunas ja TM polariseeritud valgus teises suunas. Neljas on kahemõõtmeline võresidur. Kiu moodid, mille elektriväljad on lainejuhi levimissuunaga risti, on sidestatud vastava lainejuhiga. Kiudu saab kallutada ja ühendada kahe lainejuhiga või pinnaga risti ja ühendada nelja lainejuhiga. Kahemõõtmeliste võresidurite lisaväärtus on see, et need toimivad polarisatsioonipöörajatena, mis tähendab, et kogu kiibil oleval valgusel on sama polarisatsioon, kuid kius kasutatakse kahte ortogonaalset polarisatsiooni.
Joonis 3: Mitme polarisatsiooniga jagajad.
Postituse aeg: 16. juuli 2024