सिलिकॉन फोटोनिक्स निष्क्रिय घटक

सिलिकॉन फोटोनिक्सनिष्क्रिय घटक

सिलिकॉन फोटोनिक्स में कई प्रमुख निष्क्रिय घटक हैं। इनमें से एक सतह-उत्सर्जक झंझरी युग्मक है, जैसा चित्र 1ए में दिखाया गया है। इसमें वेवगाइड में एक मजबूत झंझरी लगी होती है जिसकी अवधि वेवगाइड में प्रकाश तरंग की तरंग दैर्ध्य के लगभग बराबर होती है। यह प्रकाश को सतह पर लंबवत उत्सर्जित या प्राप्त करने की अनुमति देता है, जिससे यह वेफर-स्तरीय माप और/या फाइबर से युग्मन के लिए आदर्श बन जाता है। ग्रेटिंग कप्लर्स सिलिकॉन फोटोनिक्स के लिए कुछ हद तक अद्वितीय हैं क्योंकि उन्हें उच्च ऊर्ध्वाधर सूचकांक कंट्रास्ट की आवश्यकता होती है। उदाहरण के लिए, यदि आप एक पारंपरिक InP वेवगाइड में ग्रेटिंग कपलर बनाने का प्रयास करते हैं, तो प्रकाश लंबवत रूप से उत्सर्जित होने के बजाय सीधे सब्सट्रेट में लीक हो जाता है क्योंकि ग्रेटिंग वेवगाइड में सब्सट्रेट की तुलना में कम औसत अपवर्तक सूचकांक होता है। इसे InP में काम करने के लिए, इसे निलंबित करने के लिए झंझरी के नीचे सामग्री की खुदाई की जानी चाहिए, जैसा कि चित्र 1बी में दिखाया गया है।

चित्र 1: सिलिकॉन (ए) और आईएनपी (बी) में सतह-उत्सर्जक एक-आयामी झंझरी कप्लर्स। (ए) में, ग्रे और हल्का नीला क्रमशः सिलिकॉन और सिलिका का प्रतिनिधित्व करते हैं। (बी) में, लाल और नारंगी क्रमशः InGaAsP और InP का प्रतिनिधित्व करते हैं। चित्र (सी) और (डी) एक InP निलंबित ब्रैकट ग्रेटिंग कपलर की इलेक्ट्रॉन माइक्रोस्कोप (SEM) छवियों को स्कैन कर रहे हैं।

एक अन्य प्रमुख घटक इनके बीच स्पॉट-साइज़ कनवर्टर (एसएससी) हैऑप्टिकल वेवगाइडऔर फाइबर, जो सिलिकॉन वेवगाइड में लगभग 0.5 × 1 μm2 के मोड को फाइबर में लगभग 10 × 10 μm2 के मोड में परिवर्तित करता है। एक विशिष्ट दृष्टिकोण व्युत्क्रम टेपर नामक संरचना का उपयोग करना है, जिसमें वेवगाइड धीरे-धीरे एक छोटी नोक तक संकुचित हो जाता है, जिसके परिणामस्वरूप महत्वपूर्ण विस्तार होता हैऑप्टिकलमोड पैच. इस मोड को एक निलंबित ग्लास वेवगाइड द्वारा कैप्चर किया जा सकता है, जैसा कि चित्र 2 में दिखाया गया है। ऐसे एसएससी के साथ, 1.5dB से कम का युग्मन नुकसान आसानी से प्राप्त किया जा सकता है।

चित्र 2: सिलिकॉन वायर वेवगाइड के लिए पैटर्न आकार कनवर्टर। सिलिकॉन सामग्री निलंबित ग्लास वेवगाइड के अंदर एक उलटा शंक्वाकार संरचना बनाती है। निलंबित ग्लास वेवगाइड के नीचे सिलिकॉन सब्सट्रेट को उकेरा गया है।

मुख्य निष्क्रिय घटक ध्रुवीकरण किरण विभाजक है। ध्रुवीकरण विभाजक के कुछ उदाहरण चित्र 3 में दिखाए गए हैं। पहला एक मैक-जेंडर इंटरफेरोमीटर (एमजेडआई) है, जहां प्रत्येक भुजा में एक अलग द्विअपवर्तन होता है। दूसरा एक सरल दिशात्मक युग्मक है. एक विशिष्ट सिलिकॉन तार वेवगाइड का आकार द्विअपवर्तन बहुत अधिक होता है, इसलिए अनुप्रस्थ चुंबकीय (टीएम) ध्रुवीकृत प्रकाश को पूरी तरह से युग्मित किया जा सकता है, जबकि अनुप्रस्थ विद्युत (टीई) ध्रुवीकृत प्रकाश को लगभग अयुग्मित किया जा सकता है। तीसरा एक झंझरी युग्मक है, जिसमें फाइबर को एक कोण पर रखा जाता है ताकि टीई ध्रुवीकृत प्रकाश एक दिशा में युग्मित हो और टीएम ध्रुवीकृत प्रकाश दूसरी दिशा में युग्मित हो। चौथा एक द्वि-आयामी झंझरी युग्मक है। फाइबर मोड जिनके विद्युत क्षेत्र वेवगाइड प्रसार की दिशा के लंबवत हैं, संबंधित वेवगाइड से जुड़े होते हैं। फाइबर को झुकाया जा सकता है और दो वेवगाइड से जोड़ा जा सकता है, या सतह के लंबवत और चार वेवगाइड से जोड़ा जा सकता है। द्वि-आयामी ग्रेटिंग कप्लर्स का एक अतिरिक्त लाभ यह है कि वे ध्रुवीकरण रोटेटर के रूप में कार्य करते हैं, जिसका अर्थ है कि चिप पर सभी प्रकाश में समान ध्रुवीकरण होता है, लेकिन फाइबर में दो ऑर्थोगोनल ध्रुवीकरण का उपयोग किया जाता है।

चित्र 3: एकाधिक ध्रुवीकरण विभाजक।