सिलिकॉन फोटोनिक्स निष्क्रिय घटक

सिलिकॉन फोटोनिक्सनिष्क्रिय घटक

सिलिकॉन फोटोनिक्स में कई प्रमुख निष्क्रिय घटक हैं। इनमें से एक सतह-उत्सर्जक ग्रेटिंग कपलर है, जैसा कि चित्र 1A में दिखाया गया है। इसमें वेवगाइड में एक मजबूत ग्रेटिंग होती है जिसकी अवधि वेवगाइड में प्रकाश तरंग की तरंगदैर्घ्य के लगभग बराबर होती है। यह प्रकाश को सतह के लंबवत उत्सर्जित या प्राप्त करने की अनुमति देता है, जो इसे वेफर-स्तर माप और/या फाइबर से युग्मन के लिए आदर्श बनाता 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 पारंपरिक InP वेवगाइड में ग्रेटिंग कपलर बनाने का प्रयास करते हैं, तो प्रकाश ऊर्ध्वाधर 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, ग्रेटिंग को निलंबित करने के लिए उसके नीचे सामग्री खोदी 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, ग्रे 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 की स्कैनिंग इलेक्ट्रॉन माइक्रोस्कोप (SEM) छवियाँ 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 उलटा टेपर नामक एक संरचना का उपयोग करना है, जिसमें वेवगाइड धीरे-धीरे एक छोटी नोक तक संकीर्ण हो जाता है, जिसके परिणामस्वरूप एक 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। इस तरह के एसएससी के साथ, 1.5 डीबी से कम का युग्मन नुकसान आसानी से प्राप्त किया जाता है।

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

प्रमुख निष्क्रिय घटक ध्रुवीकरण किरण विभाजक है। ध्रुवीकरण विभाजकों के कुछ उदाहरण चित्र 3 में दिखाए गए हैं। पहला मैक-जेंडर इंटरफेरोमीटर (MZI) 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 (TM) ध्रुवीकृत प्रकाश पूरी तरह से युग्मित हो सकता है, जबकि अनुप्रस्थ विद्युत (TE) ध्रुवीकृत प्रकाश लगभग अयुग्मित हो सकता है। तीसरा एक ग्रेटिंग कपलर है, जिसमें फाइबर को एक कोण पर रखा जाता है ताकि TE ध्रुवीकृत प्रकाश एक दिशा में युग्मित हो 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 द्वि-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 ध्रुवीकरण का उपयोग किया जाता है।

चित्र 3: बहु ध्रुवीकरण विभाजक।