सिलिकॉन फोटोनिक्स निष्क्रिय घटक

सिलिकॉन फोटोनिक्सनिष्क्रिय घटक

सिलिकॉन फोटोनिक्स में कई प्रमुख निष्क्रिय घटक होते हैं। इनमें से एक सरफेस-एमिटिंग ग्रेटिंग कपलर है, जैसा कि चित्र 1A में दिखाया गया है। इसमें वेवगाइड में एक मजबूत ग्रेटिंग होती है जिसका आवर्तकाल वेवगाइड में प्रकाश तरंग की तरंगदैर्ध्य के लगभग बराबर होता है। इससे प्रकाश सतह के लंबवत उत्सर्जित या प्राप्त हो सकता है, जो इसे वेफर-स्तर के मापन और/या फाइबर से युग्मन के लिए आदर्श बनाता है। ग्रेटिंग कपलर सिलिकॉन फोटोनिक्स के लिए कुछ हद तक विशिष्ट हैं क्योंकि इन्हें उच्च ऊर्ध्वाधर अपवर्तनांक अंतर की आवश्यकता होती है। उदाहरण के लिए, यदि आप एक पारंपरिक InP वेवगाइड में ग्रेटिंग कपलर बनाने का प्रयास करते हैं, तो प्रकाश लंबवत उत्सर्जित होने के बजाय सीधे सब्सट्रेट में रिस जाता है क्योंकि ग्रेटिंग वेवगाइड का औसत अपवर्तनांक सब्सट्रेट से कम होता है। InP में इसे काम करने के लिए, ग्रेटिंग के नीचे सामग्री खोदकर उसे निलंबित करना आवश्यक है, 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 क्रमशः सिलिकॉन और सिलिका को दर्शाते हैं। (B) में, लाल और नारंगी क्रमशः InGaAsP और InP को दर्शाते हैं। चित्र (C) और (D) एक InP सस्पेंडेड कैंटिलीवर ग्रेटिंग कपलर के स्कैनिंग इलेक्ट्रॉन माइक्रोस्कोप (SEM) चित्र हैं।

एक अन्य महत्वपूर्ण घटक स्पॉट-साइज़ कनवर्टर (एसएससी) है।ऑप्टिकल 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 इनवर्स टेपर नामक संरचना का उपयोग करना है, जिसमें वेवगाइड धीरे-धीरे एक छोटे सिरे तक संकरा हो जाता है, जिसके परिणामस्वरूप फाइबर में काफी विस्तार होता है।ऑप्टिकलमोड पैच। इस मोड को एक सस्पेंडेड 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 कपलिंग लॉस 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 व्युत्क्रम शंक्वाकार संरचना बनाती है। निलंबित ग्लास वेवगाइड के नीचे सिलिकॉन सब्सट्रेट को हटा दिया गया है।

मुख्य निष्क्रिय घटक ध्रुवीकरण बीम स्प्लिटर है। ध्रुवीकरण स्प्लिटर के कुछ उदाहरण चित्र 3 में दिखाए गए हैं। पहला एक मच-ज़ेंडर इंटरफेरोमीटर (MZI) है, जिसमें प्रत्येक भुजा का द्विअपवर्तन भिन्न होता है। दूसरा एक साधारण दिशात्मक कपलर है। एक विशिष्ट सिलिकॉन तार वेवगाइड का आकार द्विअपवर्तन बहुत अधिक होता है, इसलिए अनुप्रस्थ चुंबकीय (TM) ध्रुवीकृत प्रकाश पूरी तरह से युग्मित हो सकता है, जबकि अनुप्रस्थ विद्युत (TE) ध्रुवीकृत प्रकाश लगभग अयुग्मित रह सकता है। तीसरा एक ग्रेटिंग कपलर है, जिसमें फाइबर को एक कोण पर रखा जाता है ताकि TE ध्रुवीकृत प्रकाश एक दिशा में और TM 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, संबंधित वेवगाइड से युग्मित होते हैं। फाइबर को झुकाकर दो वेवगाइड से जोड़ा जा सकता है, या सतह के लंबवत रखकर चार वेवगाइड से जोड़ा जा सकता है। दो-आयामी ग्रेटिंग कपलर 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 ध्रुवीकरणों का उपयोग किया जाता है।

चित्र 3: एकाधिक ध्रुवीकरण विभाजक।