Kísilljósfræðióvirkir íhlutir
Í kísilljósfræði eru nokkrir lykilþættir sem eru óvirkir. Einn þeirra er yfirborðsgeislandi grindartengi, eins og sýnt er á mynd 1A. Það samanstendur af sterku grindartengi í bylgjuleiðaranum þar sem tímabilið er nokkurn veginn jafnt bylgjulengd ljósbylgjunnar í bylgjuleiðaranum. Þetta gerir kleift að senda ljósið frá sér eða taka á móti því hornrétt á yfirborðið, sem gerir það tilvalið fyrir mælingar á skífustigi og/eða tengingu við ljósleiðarann. Grindatengi eru nokkuð einstök fyrir kísilljósfræði að því leyti að þau þurfa mikla lóðrétta birtuskil. Til dæmis, ef þú reynir að búa til grindartengi í hefðbundnum InP bylgjuleiðara, lekur ljósið beint inn í undirlagið í stað þess að vera sent frá sér lóðrétt vegna þess að grindarbylgjuleiðarinn hefur lægri meðalbrotstuðul en undirlagið. Til að það virki í InP verður að grafa upp efni undir grindina til að hengja hana upp, eins og sýnt er á mynd 1B.
Mynd 1: Yfirborðsgeislandi einvíddar grindartengi í sílikoni (A) og InP (B). Í (A) tákna grár og ljósblár kísill og kísil, talið í þeirri röð. Í (B) tákna rauður og appelsínugulur InGaAsP og InP, talið í þeirri röð. Myndir (C) og (D) eru rafeindasmásjármyndir (SEM) af InP hengdum grindartengi.
Annar lykilþáttur er punktstærðarbreytirinn (SSC) milliljósleiðariog ljósleiðarinn, sem breytir stillingu upp á um 0,5 × 1 μm2 í kísilbylgjuleiðaranum í stillingu upp á um 10 × 10 μm2 í ljósleiðaranum. Dæmigerð aðferð er að nota uppbyggingu sem kallast öfug keila, þar sem bylgjuleiðarinn þrengir smám saman að litlum oddi, sem leiðir til verulegrar útvíkkunar ásjónrænthamplástur. Þessum ham er hægt að fanga með svifbylgjuleiðara úr gleri, eins og sýnt er á mynd 2. Með slíkum SSC er auðvelt að ná tengitapi sem er minna en 1,5 dB.
Mynd 2: Stærðarbreytir fyrir mynstur fyrir bylgjuleiðara úr kísilvír. Kísilefnið myndar öfuga keilulaga uppbyggingu inni í glerbylgjuleiðaranum. Kísilundirlagið hefur verið etsað burt undir glerbylgjuleiðaranum.
Lykilhluti óvirka geislaskiptarinn er pólunargeislaskiptirinn. Nokkur dæmi um pólunarskiptara eru sýnd á mynd 3. Sá fyrsti er Mach-Zender interferometer (MZI), þar sem hver armur hefur mismunandi tvíbrot. Sá annar er einfaldur stefnutengi. Lögun tvíbrots dæmigerðs kísilvírbylgjuleiðara er mjög mikil, þannig að þvers segulmagnað (TM) skautað ljós getur verið fullkomlega tengt, en þvers rafskautað (TE) ljós getur verið nánast ótengt. Þriðji er grindartengi, þar sem ljósleiðarinn er staðsettur í horni þannig að TE skautað ljós er tengt í eina átt og TM skautað ljós er tengt í hina. Sá fjórði er tvívíður grindartengi. Ljósleiðarahamir þar sem rafsvið eru hornrétt á útbreiðslustefnu bylgjuleiðarans eru tengdir samsvarandi bylgjuleiðara. Hægt er að halla ljósleiðaranum og tengja hann við tvo bylgjuleiðara, eða hornrétt á yfirborðið og tengja hann við fjóra bylgjuleiðara. Viðbótarkostur tvívíðra grindartengla er að þeir virka sem pólunarsnúningar, sem þýðir að allt ljós á flísinni hefur sömu pólun, en tvær rétthyrndar pólanir eru notaðar í ljósleiðaranum.
Mynd 3: Margfeldi pólunarskiptir.
Birtingartími: 16. júlí 2024