സിലിക്കൺ ഫോട്ടോണിക്സ് നിഷ്ക്രിയ ഘടകങ്ങൾ

സിലിക്കൺ ഫോട്ടോണിക്സ്നിഷ്ക്രിയ ഘടകങ്ങൾ

സിലിക്കൺ ഫോട്ടോണിക്സിൽ നിരവധി പ്രധാന നിഷ്ക്രിയ ഘടകങ്ങൾ ഉണ്ട്. ചിത്രം 1A-യിൽ കാണിച്ചിരിക്കുന്നതുപോലെ, ഇവയിൽ ഒന്ന് ഒരു സർഫസ്-എമിറ്റിംഗ് ഗ്രേറ്റിംഗ് കപ്ലറാണ്. വേവ്ഗൈഡിലെ പ്രകാശ തരംഗത്തിന്റെ തരംഗദൈർഘ്യത്തിന് ഏകദേശം തുല്യമായ ഒരു ശക്തമായ ഗ്രേറ്റിംഗ് ഇതിൽ അടങ്ങിയിരിക്കുന്നു. ഇത് പ്രകാശം ഉപരിതലത്തിലേക്ക് ലംബമായി പുറപ്പെടുവിക്കാനോ സ്വീകരിക്കാനോ അനുവദിക്കുന്നു, ഇത് വേഫർ-ലെവൽ അളവുകൾക്കും/അല്ലെങ്കിൽ ഫൈബറുമായി ബന്ധിപ്പിക്കുന്നതിനും അനുയോജ്യമാക്കുന്നു. ഗ്രേറ്റിംഗ് കപ്ലറുകൾ സിലിക്കൺ ഫോട്ടോണിക്‌സിന് ഒരു പരിധിവരെ സവിശേഷമാണ്, കാരണം അവയ്ക്ക് ഉയർന്ന ലംബ സൂചിക ദൃശ്യതീവ്രത ആവശ്യമാണ്. ഉദാഹരണത്തിന്, ഒരു പരമ്പരാഗത InP വേവ്ഗൈഡിൽ ഒരു ഗ്രേറ്റിംഗ് കപ്ലർ നിർമ്മിക്കാൻ ശ്രമിക്കുകയാണെങ്കിൽ, ഗ്രേറ്റിംഗ് വേവ്ഗൈഡിന് സബ്‌സ്‌ട്രേറ്റിനേക്കാൾ കുറഞ്ഞ ശരാശരി റിഫ്രാക്റ്റീവ് സൂചിക ഉള്ളതിനാൽ, ലംബമായി പുറപ്പെടുവിക്കുന്നതിനുപകരം പ്രകാശം നേരിട്ട് സബ്‌സ്‌ട്രേറ്റിലേക്ക് ചോർന്നൊലിക്കുന്നു. ചിത്രം 1B-യിൽ കാണിച്ചിരിക്കുന്നതുപോലെ, ഇത് സസ്പെൻഡ് ചെയ്യുന്നതിന് മെറ്റീരിയൽ ഗ്രേറ്റിംഗിന് താഴെയായി കുഴിച്ചെടുക്കണം.

ചിത്രം 1: സിലിക്കൺ (A) യിലും InP (B) യിലും ഉപരിതലം പുറപ്പെടുവിക്കുന്ന ഏകമാന ഗ്രേറ്റിംഗ് കപ്ലറുകൾ. (A) യിൽ ചാരനിറവും ഇളം നീലയും യഥാക്രമം സിലിക്കണിനെയും സിലിക്കയെയും പ്രതിനിധീകരിക്കുന്നു. (B) യിൽ ചുവപ്പും ഓറഞ്ചും യഥാക്രമം InGaAsP യെയും InP യെയും പ്രതിനിധീകരിക്കുന്നു. (C) യും (D) യും ഒരു InP സസ്പെൻഡ് ചെയ്ത കാന്റിലിവർ ഗ്രേറ്റിംഗ് കപ്ലറിന്റെ സ്കാനിംഗ് ഇലക്ട്രോൺ മൈക്രോസ്കോപ്പ് (SEM) ചിത്രങ്ങളാണ്.

മറ്റൊരു പ്രധാന ഘടകം സ്പോട്ട്-സൈസ് കൺവെർട്ടർ (SSC) ആണ്, ഇവയ്ക്കിടയിലുള്ളഒപ്റ്റിക്കൽ വേവ്ഗൈഡ്സിലിക്കൺ വേവ്‌ഗൈഡിലെ ഏകദേശം 0.5 × 1 μm2 മോഡിനെ ഫൈബറിൽ ഏകദേശം 10 × 10 μm2 മോഡിലേക്ക് പരിവർത്തനം ചെയ്യുന്ന ഫൈബർ. വിപരീത ടേപ്പർ എന്ന് വിളിക്കുന്ന ഒരു ഘടന ഉപയോഗിക്കുന്നതാണ് ഒരു സാധാരണ സമീപനം, അതിൽ വേവ്‌ഗൈഡ് ക്രമേണ ഒരു ചെറിയ അഗ്രത്തിലേക്ക് ചുരുങ്ങുന്നു, ഇത് ഫൈബറിന്റെ ഗണ്യമായ വികാസത്തിന് കാരണമാകുന്നു.ഒപ്റ്റിക്കൽമോഡ് പാച്ച്. ചിത്രം 2-ൽ കാണിച്ചിരിക്കുന്നതുപോലെ, ഒരു സസ്പെൻഡ് ചെയ്ത ഗ്ലാസ് വേവ്ഗൈഡ് ഉപയോഗിച്ച് ഈ മോഡ് ക്യാപ്‌ചർ ചെയ്യാൻ കഴിയും. അത്തരമൊരു SSC ഉപയോഗിച്ച്, 1.5dB-ൽ താഴെയുള്ള കപ്ലിംഗ് നഷ്ടം എളുപ്പത്തിൽ കൈവരിക്കാനാകും.

ചിത്രം 2: സിലിക്കൺ വയർ വേവ്ഗൈഡുകൾക്കുള്ള പാറ്റേൺ സൈസ് കൺവെർട്ടർ. സസ്പെൻഡ് ചെയ്ത ഗ്ലാസ് വേവ്ഗൈഡിനുള്ളിൽ സിലിക്കൺ മെറ്റീരിയൽ ഒരു വിപരീത കോണാകൃതിയിലുള്ള ഘടന ഉണ്ടാക്കുന്നു. സസ്പെൻഡ് ചെയ്ത ഗ്ലാസ് വേവ്ഗൈഡിന് താഴെയായി സിലിക്കൺ സബ്സ്ട്രേറ്റ് കൊത്തിയെടുത്തിരിക്കുന്നു.

പ്രധാന നിഷ്ക്രിയ ഘടകം പോളറൈസേഷൻ ബീം സ്പ്ലിറ്റർ ആണ്. പോളറൈസേഷൻ സ്പ്ലിറ്ററുകളുടെ ചില ഉദാഹരണങ്ങൾ ചിത്രം 3-ൽ കാണിച്ചിരിക്കുന്നു. ആദ്യത്തേത് ഒരു മാക്-സെൻഡർ ഇന്റർഫെറോമീറ്റർ (MZI) ആണ്, ഇവിടെ ഓരോ ഭുജത്തിനും വ്യത്യസ്ത ബൈർഫ്രിംഗൻസ് ഉണ്ട്. രണ്ടാമത്തേത് ഒരു ലളിതമായ ദിശാസൂചന കപ്ലറാണ്. ഒരു സാധാരണ സിലിക്കൺ വയർ വേവ്ഗൈഡിന്റെ ആകൃതി ബൈർഫ്രിംഗൻസ് വളരെ ഉയർന്നതാണ്, അതിനാൽ തിരശ്ചീന മാഗ്നറ്റിക് (TM) പോളറൈസ്ഡ് പ്രകാശത്തെ പൂർണ്ണമായും ബന്ധിപ്പിക്കാൻ കഴിയും, അതേസമയം തിരശ്ചീന ഇലക്ട്രിക്കൽ (TE) പോളറൈസ്ഡ് പ്രകാശത്തെ മിക്കവാറും അൺകപ്പിൾ ചെയ്യാൻ കഴിയും. മൂന്നാമത്തേത് ഒരു ഗ്രേറ്റിംഗ് കപ്ലറാണ്, അതിൽ ഫൈബർ ഒരു കോണിൽ സ്ഥാപിച്ചിരിക്കുന്നു, അങ്ങനെ TE പോളറൈസ്ഡ് പ്രകാശം ഒരു ദിശയിലും TM പോളറൈസ്ഡ് പ്രകാശം മറുവശത്തും ബന്ധിപ്പിക്കുന്നു. നാലാമത്തേത് ഒരു ദ്വിമാന ഗ്രേറ്റിംഗ് കപ്ലറാണ്. വേവ്ഗൈഡ് പ്രചാരണത്തിന്റെ ദിശയ്ക്ക് ലംബമായ വൈദ്യുത ഫീൽഡുകൾ ഫൈബർ മോഡുകൾ അനുബന്ധ വേവ്ഗൈഡുമായി ബന്ധിപ്പിച്ചിരിക്കുന്നു. ഫൈബർ ചരിഞ്ഞ് രണ്ട് വേവ്ഗൈഡുകളുമായി ബന്ധിപ്പിക്കാം, അല്ലെങ്കിൽ ഉപരിതലത്തിലേക്ക് ലംബമായി നാല് വേവ്ഗൈഡുകളുമായി ബന്ധിപ്പിക്കാം. ദ്വിമാന ഗ്രേറ്റിംഗ് കപ്ലറുകളുടെ ഒരു അധിക നേട്ടം, അവ പോളറൈസേഷൻ റൊട്ടേറ്ററുകളായി പ്രവർത്തിക്കുന്നു എന്നതാണ്, അതായത് ചിപ്പിലെ എല്ലാ പ്രകാശത്തിനും ഒരേ പോളറൈസേഷൻ ഉണ്ട്, എന്നാൽ ഫൈബറിൽ രണ്ട് ഓർത്തോഗണൽ പോളറൈസേഷനുകൾ ഉപയോഗിക്കുന്നു.

ചിത്രം 3: ഒന്നിലധികം പോളറൈസേഷൻ സ്പ്ലിറ്ററുകൾ.