Fotónica de siliciocompoñentes pasivos
Hai varios compoñentes pasivos clave na fotónica de silicio. Un destes é un acoplador de reixa emisora de superficie, como se mostra na figura 1a. Consta dunha forte renda na guía de ondas cuxo período é aproximadamente igual á lonxitude de onda da onda lixeira na guía de ondas. Isto permite emitir ou recibir a luz perpendicular á superficie, tornándoa ideal para medicións a nivel de oblea e/ou acoplamiento á fibra. Os acoplamientos de reixa son algo únicos para a fotónica de silicio, xa que requiren un alto contraste de índice vertical. Por exemplo, se intentas facer un acoplador de reixa nunha guía de onda INP convencional, a luz se filtra directamente ao substrato en vez de ser emitida verticalmente porque a guía de ondas de enreda ten un índice de refracción media inferior ao substrato. Para que funcione no INP, o material debe escavarse debaixo da reixa para suspendelo, como se mostra na figura 1b.
Figura 1: acopladores unidimensionais emisores de emisión de superficie en silicio (A) e INP (B). En (a), o azul gris e claro representan silicio e sílice, respectivamente. En (b), o vermello e a laranxa representan o InGAASP e o INP, respectivamente. As figuras (C) e (D) son imaxes de microscopio electrónico de dixitalización (SEM) dun acoplador de reixa de cantilever en suspensión INP.
Outro compoñente clave é o convertedor de tamaño puntual (SSC) entre oGuía de onda ópticae a fibra, que converte un modo de aproximadamente 0,5 × 1 μM2 na guía de onda de silicio a un modo de aproximadamente 10 × 10 μM2 na fibra. Un enfoque típico é usar unha estrutura chamada cónica inversa, na que a guía de ondas se estreita gradualmente a un pequeno consello, o que resulta nunha expansión significativa daópticoparche de modo. Este modo pode ser capturado por unha guía de onda de vidro suspendida, como se mostra na figura 2. Con tal SSC, a perda de acoplamiento inferior a 1,5dB conséguese facilmente.
Figura 2: Convertidor de tamaño do patrón para guías de onda de fío de silicio. O material de silicio forma unha estrutura cónica inversa dentro da guía de onda de vidro suspendida. O substrato de silicio foi gravado baixo a guía de onda de vidro suspendida.
O compoñente pasivo clave é o divisor de feixe de polarización. Algúns exemplos de divisores de polarización móstranse na figura 3. O primeiro é un interferómetro Mach-Zender (MZI), onde cada brazo ten unha birefringencia diferente. O segundo é un simple acoplador direccional. A forma de birefringencia dunha guía de ondas de fío de silicio típico é moi alta, polo que a luz polarizada magnética transversal (TM) pode estar completamente acoplada, mentres que a luz polarizada eléctrica transversal (TE) pode ser case desacoplada. O terceiro é un acoplador de reixa, no que a fibra está colocada nun ángulo para que a luz polarizada de TE estea acoplada nunha dirección e a luz polarizada TM estea acoplada na outra. O cuarto é un acoplador bidimensional. Os modos de fibra cuxos campos eléctricos son perpendiculares á dirección da propagación da guía de ondas están acoplados á guía de onda correspondente. A fibra pódese inclinar e acoplarse a dúas guías de onda ou perpendicular á superficie e acopladas a catro guías de onda. Unha vantaxe adicional dos acopladores bidimensionais de reixa é que actúan como rotadores de polarización, o que significa que toda a luz do chip ten a mesma polarización, pero se usan dúas polarizacións ortogonais na fibra.
Figura 3: divisores de polarización múltiples.
Tempo de publicación: xul-16-2024