Piifotoniikkapassiiviset komponentit
Piifotoniikassa on useita keskeisiä passiivisia komponentteja. Yksi näistä on pintaa emittoiva hilaliitin, kuten kuvassa 1A esitetään. Se koostuu aaltoputken vahvasta hilasta, jonka jakso on suunnilleen yhtä suuri kuin aaltoputken valoaallon aallonpituus. Tämä mahdollistaa valon lähettämisen tai vastaanottamisen kohtisuorassa pintaan nähden, mikä tekee siitä ihanteellisen kiekon tason mittauksiin ja/tai kytkemiseen kuituun. Ritiläliittimet ovat jonkin verran ainutlaatuisia piifotoniikassa, koska ne vaativat korkean pystysuoran indeksin kontrastin. Jos esimerkiksi yrität tehdä hilaliittimen tavanomaiseen InP-aaltoputkeen, valo vuotaa suoraan substraattiin sen sijaan, että se säteilee pystysuorassa, koska hila-aaltoputken keskimääräinen taitekerroin on pienempi kuin substraatilla. Jotta se toimisi InP:ssä, materiaalia on kaivettava ritilän alta sen ripustamiseksi, kuten kuvassa 1B.
Kuva 1: Piin (A) ja InP (B) pintaa emittoivat yksiulotteiset hilaliittimet. Kohdassa (A) harmaa ja vaaleansininen edustavat piitä ja vastaavasti piidioksidia. Kohdassa (B) punainen ja oranssi edustavat vastaavasti InGaAsP:tä ja InP:tä. Kuvat (C) ja (D) ovat pyyhkäisyelektronimikroskoopin (SEM) kuvia InP ripustetusta ulokehilakytkimestä.
Toinen keskeinen komponentti on spot-size converter (SSC) välilläoptinen aaltoputkija kuitu, joka muuntaa noin 0,5 × 1 μm2:n moodin piiaaltoputkessa kuidun noin 10 × 10 μm2:n moodiksi. Tyypillinen lähestymistapa on käyttää rakennetta, jota kutsutaan käänteiseksi kartioksi, jossa aaltoputki kapenee vähitellen pieneksi kärjeksi, mikä johtaa merkittävään laajenemiseen.optinentilakorjaus. Tämä tila voidaan siepata ripustetulla lasiaaltoputkella, kuten kuvassa 2 on esitetty. Tällaisella SSC:llä saavutetaan helposti alle 1,5 dB:n kytkentähäviö.
Kuva 2: Kuvion koon muunnin piilanka-aaltoputkille. Piimateriaali muodostaa käänteisen kartiomaisen rakenteen ripustetun lasiaaltoputken sisään. Pii-substraatti on syövytetty pois ripustetun lasiaaltoputken alta.
Tärkein passiivinen komponentti on polarisaatiosäteen jakaja. Joitakin esimerkkejä polarisaatiojakajista on esitetty kuvassa 3. Ensimmäinen on Mach-Zender-interferometri (MZI), jossa jokaisella varrella on erilainen kahtaistaittavuus. Toinen on yksinkertainen suuntakytkin. Tyypillisen piilanka-aaltoputken muotokaksitaitteisuus on erittäin korkea, joten poikittaismagneettinen (TM) polarisoitu valo voidaan kytkeä täysin, kun taas poikittaissähköinen (TE) polarisoitu valo voidaan melkein irrottaa. Kolmas on hilaliitin, jossa kuitu asetetaan kulmaan siten, että TE-polarisoitu valo on kytketty yhteen suuntaan ja TM-polarisoitu valo toiseen suuntaan. Neljäs on kaksiulotteinen ritiläliitin. Kuitumuodot, joiden sähkökentät ovat kohtisuorassa aaltoputken etenemissuuntaan nähden, kytketään vastaavaan aaltoputkeen. Kuitu voidaan kallistaa ja kytkeä kahteen aaltoputkeen tai kohtisuoraan pintaan nähden ja kytkeä neljään aaltoputkeen. Kaksiulotteisten hilakytkimien lisäetuna on, että ne toimivat polarisaatiorotaattoreina, mikä tarkoittaa, että sirun valolla on sama polarisaatio, mutta kuidussa käytetään kahta ortogonaalista polarisaatiota.
Kuva 3: Useita polarisaatiojakajia.
Postitusaika: 16.7.2024