Fotònica de silicicomponents passius
Hi ha diversos components passius clau en la fotònica de silici. Un d'aquests és un acoblador de reixeta que emet superfícies, tal com es mostra a la figura 1A. Consisteix en una reixa forta a la guia d'ona el període de la qual és aproximadament igual a la longitud d'ona de l'ona de llum a la guia d'ona. Això permet que la llum sigui emesa o rebuda perpendicularment a la superfície, la qual cosa la fa ideal per a mesures de nivell d'hòsties i/o acoblament a la fibra. Els acobladors de reixeta són una mica únics de la fotònica de silici, ja que requereixen un alt índex de contrast vertical. Per exemple, si intenteu fer un acoblador de reixeta en una guia d'ones InP convencional, la llum es filtra directament al substrat en lloc d'emetre's verticalment perquè la guia d'ones de reixeta té un índex de refracció mitjà més baix que el substrat. Perquè funcioni a l'InP, s'ha d'excavar el material sota la reixa per suspendre-la, tal com es mostra a la figura 1B.
Figura 1: acobladors de reixeta unidimensional amb emissió superficial en silici (A) i InP (B). A (A), el gris i el blau clar representen silici i sílice, respectivament. A (B), el vermell i el taronja representen InGaAsP i InP, respectivament. Les figures (C) i (D) són imatges de microscopi electrònic d'escaneig (SEM) d'un acoblador de reixeta en voladís suspès InP.
Un altre component clau és el convertidor de mida de punt (SSC) entre elguia d'ones òpticai la fibra, que converteix un mode d'uns 0,5 × 1 μm2 a la guia d'ones de silici en un mode d'uns 10 × 10 μm2 a la fibra. Un enfocament típic és utilitzar una estructura anomenada conicitat inversa, en la qual la guia d'ones s'estreny gradualment fins a una petita punta, el que resulta en una expansió significativa de laòpticapedaç de mode. Aquest mode es pot capturar amb una guia d'ones de vidre suspesa, tal com es mostra a la figura 2. Amb aquest SSC, s'aconsegueix fàcilment la pèrdua d'acoblament de menys d'1,5 dB.
Figura 2: Convertidor de mida de patró per a guies d'ones de filferro de silici. El material de silici forma una estructura cònica inversa dins de la guia d'ones de vidre suspesa. El substrat de silici s'ha gravat sota la guia d'ones de vidre suspesa.
El component passiu clau és el divisor de feix de polarització. A la figura 3 es mostren alguns exemples de divisors de polarització. El primer és un interferòmetre Mach-Zender (MZI), on cada braç té una birrefringència diferent. El segon és un acoblador direccional simple. La birrefringència de forma d'una guia d'ones de filferro de silici típica és molt alta, de manera que la llum polaritzada magnètica transversal (TM) es pot acoblar completament, mentre que la llum polaritzada elèctrica transversal (TE) es pot desacoblar gairebé. El tercer és un acoblador de reixeta, en què la fibra es col·loca en un angle de manera que la llum polaritzada TE s'acobla en una direcció i la llum polaritzada TM s'acobla a l'altra. El quart és un acoblador de reixeta bidimensional. Els modes de fibra els camps elèctrics dels quals són perpendiculars a la direcció de propagació de la guia d'ona estan acoblats a la guia d'ones corresponent. La fibra es pot inclinar i acoblar a dues guies d'ones, o perpendicular a la superfície i acoblada a quatre guies d'ones. Un avantatge afegit dels acobladors de reixeta bidimensionals és que actuen com a rotadors de polarització, el que significa que tota la llum del xip té la mateixa polarització, però s'utilitzen dues polaritzacions ortogonals a la fibra.
Figura 3: Divisors de polarització múltiples.
Hora de publicació: 16-jul-2024