Photonics de siliciComponents passius
Hi ha diversos components passius clau en la fotònica de silici. Un d’aquests és un acoblador de reixes que emeten superfície, tal com es mostra a la figura 1A. Consisteix en una forta reixa a la guia d'ona el període del 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 perpendicular a la superfície, cosa que la fa ideal per a mesures a nivell de les hòsties i/o acoblament a la fibra. Els acobladors de reixes són una mica únics a les fotòniques de silici, ja que requereixen un alt contrast d'índex vertical. Per exemple, si intenteu fer un acoblador de reixeta en una guia d’ona INP convencional, la llum es filtra directament al substrat en lloc de ser emès verticalment perquè la guia d’ona de reixa té un índex de refracció mitjà inferior al substrat. Perquè funcioni a l’INP, s’ha d’excavar el material sota la reixa per suspendre’l, tal com es mostra a la figura 1B.
Figura 1: Aparells unidimensionals que emeten superficials en silici (A) i INP (B). A (a), el gris i el blau clar representen el silici i la sílice, respectivament. A (b), el vermell i el taronja representen Ingaasp i INP, respectivament. Les figures (c) i (d) són imatges d’escaneig d’electrons (SEM) d’escaneig d’un acoblador de reixes de voladís en suspensió INP.
Un altre component clau és el convertidor de mida puntual (SSC) entre elguia d'ona òpticai la fibra, que converteix un mode d’aproximadament 0,5 × 1 μm2 en la guia d’ona de silici en un mode d’uns 10 × 10 μm2 a la fibra. Un enfocament típic és utilitzar una estructura anomenada cònica inversa, en la qual la guia d'ona s'estreny gradualment fins a una punta petita, cosa que produeix una expansió significativa delòpticPatch Mode. Aquest mode es pot capturar mitjançant una guia d'ona de vidre en suspensió, tal com es mostra a la figura 2. Amb un SSC, la pèrdua d'acoblament inferior a 1,5dB s'aconsegueix fàcilment.
Figura 2: Convertidor de mida del patró per a guies d'ona de filferro de silici. El material de silici forma una estructura cònica inversa dins de la guia d'ona de vidre en suspensió. El substrat de silici ha estat gravat sota la guia d'ona de vidre en suspensió.
El component passiu clau és el divisor del feix de polarització. Alguns exemples de divisors de polarització es mostren a la figura 3. El primer és un interferòmetre Mach-Zender (MZI), on cada braç té una birefringència diferent. El segon és un simple acoblador direccional. La forma de birefringència d’una guguida d’ona de silici típic 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 gairebé desacoblar. El tercer és un acoblador de reixa, en el qual 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 en l’altra. El quart és un acoblador bidimensional. Els modes de fibra els camps elèctrics són perpendiculars a la direcció de la propagació de guies d'ona s'acoblen a la guia d'ona corresponent. La fibra es pot inclinar i acoblar a dues guies d'ona, o perpendicular a la superfície i acoblar -se a quatre guies d'ona. Un avantatge afegit dels acobladors bidimensionals de reixa 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.
Posat: 16 de juliol-2024