सिलिकॉन फोटोनिक्स निष्क्रिय घटक

सिलिकॉन फोटोनिक्सनिष्क्रिय घटकों

सिलिकॉन फोटोनिक्स में कई प्रमुख निष्क्रिय घटक होते हैं। इनमें से एक सतह-उत्सर्जक ग्रेटिंग कपलर है, जैसा कि चित्र 1A में दिखाया गया है। इसमें वेवगाइड में एक मज़बूत ग्रेटिंग होती है जिसका आवर्तकाल वेवगाइड में प्रकाश तरंग की तरंगदैर्घ्य के लगभग बराबर होता है। यह प्रकाश को सतह के लंबवत उत्सर्जित या ग्रहण करने की अनुमति देता है, जिससे यह वेफर-स्तरीय मापन और/या फाइबर से युग्मन के लिए आदर्श बन जाता है। ग्रेटिंग कपलर 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 ऊर्ध्वाधर रूप से उत्सर्जित होने के बजाय सीधे सब्सट्रेट में रिस जाता है क्योंकि ग्रेटिंग वेवगाइड का औसत अपवर्तनांक सब्सट्रेट से कम होता है। इसे InP में कार्य करने के लिए, ग्रेटिंग को निलंबित करने के लिए उसके नीचे से सामग्री निकाली जानी चाहिए, जैसा कि चित्र 1B में दिखाया गया है।

चित्र 1: सिलिकॉन (A) और InP (B) में सतह-उत्सर्जक एक-आयामी ग्रेटिंग कपलर। (A) में, धूसर और हल्का नीला रंग क्रमशः सिलिकॉन और सिलिका को दर्शाता है। (B) में, लाल और नारंगी रंग क्रमशः InGaAsP और InP को दर्शाते हैं। चित्र (C) और (D) एक InP निलंबित कैंटिलीवर ग्रेटिंग कपलर के स्कैनिंग इलेक्ट्रॉन माइक्रोस्कोप (SEM) चित्र हैं।

एक अन्य प्रमुख घटक 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 छोटे सिरे तक संकुचित होता जाता है, जिसके परिणामस्वरूप इसका एक महत्वपूर्ण विस्तार होता है।ऑप्टिकलमोड 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 परिवर्तक। सिलिकॉन पदार्थ निलंबित काँच वेवगाइड के अंदर एक व्युत्क्रम शंक्वाकार संरचना बनाता है। निलंबित काँच वेवगाइड के नीचे सिलिकॉन सब्सट्रेट को उकेरा गया है।

प्रमुख निष्क्रिय घटक ध्रुवीकरण किरण विभाजक है। ध्रुवीकरण विभाजकों के कुछ उदाहरण चित्र 3 में दिखाए गए हैं। पहला माच-जेंडर इंटरफेरोमीटर (एमजेडआई) है, जहां प्रत्येक भुजा का अलग द्विअपवर्तन होता है। दूसरा एक सरल दिशात्मक युग्मक है। एक सामान्य सिलिकॉन तार वेवगाइड का आकार द्विअपवर्तन बहुत अधिक होता है, इसलिए अनुप्रस्थ चुंबकीय (टीएम) ध्रुवीकृत प्रकाश पूरी तरह से युग्मित हो सकता है, जबकि अनुप्रस्थ विद्युत (टीई) ध्रुवीकृत प्रकाश लगभग अयुग्मित हो सकता है। तीसरा एक ग्रेटिंग कपलर 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 ग्रेटिंग कपलर है। फाइबर मोड जिनके विद्युत क्षेत्र वेवगाइड प्रसार की दिशा के लंबवत होते हैं द्वि-आयामी ग्रेटिंग कपलर्स का एक अतिरिक्त लाभ यह है कि वे ध्रुवीकरण रोटेटर के रूप में कार्य करते हैं, जिसका अर्थ है कि चिप पर सभी प्रकाश का ध्रुवीकरण समान होता है, लेकिन फाइबर में दो ऑर्थोगोनल ध्रुवीकरण का उपयोग किया जाता है।

चित्र 3: बहु ध्रुवीकरण विभाजक।