സിലിക്കൺ ഫോട്ടോണിക്സ് നിഷ്ക്രിയ ഘടകങ്ങൾ

സിലിക്കൺ ഫോട്ടോണിക്സ്നിഷ്ക്രിയ ഘടകങ്ങൾ

സിലിക്കൺ ഫോട്ടോണിക്സിൽ നിരവധി പ്രധാന നിഷ്ക്രിയ ഘടകങ്ങളുണ്ട്. ഇതിലൊന്ന് ചിത്രം 1A-ൽ കാണിച്ചിരിക്കുന്നതുപോലെ, ഉപരിതല-എമിറ്റിംഗ് ഗ്രേറ്റിംഗ് കപ്ലറാണ്. വേവ് ഗൈഡിലെ പ്രകാശ തരംഗത്തിൻ്റെ തരംഗദൈർഘ്യത്തിന് ഏകദേശം തുല്യമായ കാലയളവ് വേവ് ഗൈഡിലെ ശക്തമായ ഗ്രേറ്റിംഗ് ഉൾക്കൊള്ളുന്നു. ഇത് പ്രകാശം പുറത്തുവിടുന്നതിനോ ഉപരിതലത്തിലേക്ക് ലംബമായി സ്വീകരിക്കുന്നതിനോ അനുവദിക്കുന്നു, ഇത് വേഫർ-ലെവൽ അളവുകൾ കൂടാതെ/അല്ലെങ്കിൽ ഫൈബറുമായി ബന്ധിപ്പിക്കുന്നതിന് അനുയോജ്യമാക്കുന്നു. ഗ്രേറ്റിംഗ് കപ്ലറുകൾ സിലിക്കൺ ഫോട്ടോണിക്‌സിന് ഒരു പരിധിവരെ സവിശേഷമാണ്, അവയ്ക്ക് ഉയർന്ന ലംബ സൂചിക കോൺട്രാസ്റ്റ് ആവശ്യമാണ്. ഉദാഹരണത്തിന്, നിങ്ങൾ ഒരു പരമ്പരാഗത ഇൻപി വേവ്‌ഗൈഡിൽ ഒരു ഗ്രേറ്റിംഗ് കപ്ലർ നിർമ്മിക്കാൻ ശ്രമിക്കുകയാണെങ്കിൽ, ഗ്രേറ്റിംഗ് വേവ്‌ഗൈഡിന് സബ്‌സ്‌ട്രേറ്റിനേക്കാൾ കുറഞ്ഞ ശരാശരി റിഫ്രാക്റ്റീവ് ഇൻഡക്‌സ് ഉള്ളതിനാൽ പ്രകാശം ലംബമായി പുറപ്പെടുവിക്കുന്നതിന് പകരം സബ്‌സ്‌ട്രേറ്റിലേക്ക് നേരിട്ട് ചോരുന്നു. InP-യിൽ ഇത് പ്രവർത്തിക്കുന്നതിന്, ചിത്രം 1B-ൽ കാണിച്ചിരിക്കുന്നതുപോലെ, അത് താൽക്കാലികമായി നിർത്തുന്നതിന് ഗ്രേറ്റിന് താഴെയായി മെറ്റീരിയൽ കുഴിച്ചെടുക്കണം.

ചിത്രം 1: സിലിക്കൺ (A), InP (B) എന്നിവയിൽ ഉപരിതല-എമിറ്റിംഗ് വൺ-ഡൈമൻഷണൽ ഗ്രേറ്റിംഗ് കപ്ലറുകൾ. (A), ചാരനിറവും ഇളം നീലയും യഥാക്രമം സിലിക്കണിനെയും സിലിക്കയെയും പ്രതിനിധീകരിക്കുന്നു. (B) ൽ, ചുവപ്പും ഓറഞ്ചും യഥാക്രമം InGaAsP, InP എന്നിവയെ പ്രതിനിധീകരിക്കുന്നു. ഇൻപി സസ്പെൻഡ് ചെയ്‌ത കാൻ്റിലിവർ ഗ്രേറ്റിംഗ് കപ്ലറിൻ്റെ ഇലക്‌ട്രോൺ മൈക്രോസ്‌കോപ്പ് (എസ്ഇഎം) ചിത്രങ്ങൾ സ്‌കാൻ ചെയ്യുന്ന ചിത്രങ്ങളാണ് (സി), (ഡി).

ഇതിനിടയിലുള്ള സ്പോട്ട്-സൈസ് കൺവെർട്ടർ (എസ്എസ്സി) ആണ് മറ്റൊരു പ്രധാന ഘടകംഒപ്റ്റിക്കൽ വേവ്ഗൈഡ്സിലിക്കൺ വേവ്ഗൈഡിലെ ഏകദേശം 0.5 × 1 μm2 മോഡിനെ ഫൈബറിലെ 10 × 10 μm2 മോഡിലേക്ക് മാറ്റുന്ന ഫൈബർ. വിപരീത ടേപ്പർ എന്ന് വിളിക്കുന്ന ഒരു ഘടന ഉപയോഗിക്കുന്നത് ഒരു സാധാരണ സമീപനമാണ്, അതിൽ വേവ്ഗൈഡ് ക്രമേണ ഒരു ചെറിയ ടിപ്പിലേക്ക് ചുരുങ്ങുന്നു, ഇത് അതിൻ്റെ ഗണ്യമായ വികാസത്തിന് കാരണമാകുന്നു.ഒപ്റ്റിക്കൽമോഡ് പാച്ച്. ചിത്രം 2-ൽ കാണിച്ചിരിക്കുന്നതുപോലെ, 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 കോണിക ഘടന ഉണ്ടാക്കുന്നു. സസ്പെൻഡ് ചെയ്ത ഗ്ലാസ് വേവ്ഗൈഡിന് താഴെയായി സിലിക്കൺ അടിവസ്ത്രം കൊത്തിവെച്ചിരിക്കുന്നു.

പ്രധാന നിഷ്ക്രിയ ഘടകം ധ്രുവീകരണ ബീം സ്പ്ലിറ്റർ ആണ്. ധ്രുവീകരണ സ്പ്ലിറ്ററുകളുടെ ചില ഉദാഹരണങ്ങൾ ചിത്രം 3-ൽ കാണിച്ചിരിക്കുന്നു. ആദ്യത്തേത് ഒരു Mach-Zender ഇൻ്റർഫെറോമീറ്റർ (MZI) ആണ്, ഇവിടെ ഓരോ കൈയ്ക്കും വ്യത്യസ്തമായ ബൈഫ്രിംഗൻസ് ഉണ്ട്. രണ്ടാമത്തേത് ഒരു ലളിതമായ ദിശാസൂചക കപ്ലർ ആണ്. ഒരു സാധാരണ സിലിക്കൺ വയർ വേവ്ഗൈഡിൻ്റെ ആകൃതിയിലുള്ള ബൈഫ്രിംഗൻസ് വളരെ ഉയർന്നതാണ്, അതിനാൽ തിരശ്ചീന കാന്തിക (TM) ധ്രുവീകരിക്കപ്പെട്ട പ്രകാശം പൂർണ്ണമായി യോജിപ്പിക്കാൻ കഴിയും, അതേസമയം തിരശ്ചീന വൈദ്യുത (TE) ധ്രുവീകരിക്കപ്പെട്ട പ്രകാശം ഏതാണ്ട് അവിഭാജ്യമായിരിക്കും. മൂന്നാമത്തേത് ഒരു ഗ്രേറ്റിംഗ് കപ്ലർ ആണ്, അതിൽ ഫൈബർ ഒരു ആംഗിളിൽ സ്ഥാപിച്ചിരിക്കുന്നു, അങ്ങനെ TE ധ്രുവീകരിക്കപ്പെട്ട പ്രകാശം ഒരു ദിശയിലും TM ധ്രുവീകരിക്കപ്പെട്ട പ്രകാശം മറ്റൊരു ദിശയിലും ജോടിയാക്കുന്നു. നാലാമത്തേത് ദ്വിമാന ഗ്രേറ്റിംഗ് കപ്ലറാണ്. വേവ്ഗൈഡ് പ്രചരണത്തിൻ്റെ ദിശയിലേക്ക് ലംബമായ വൈദ്യുത മണ്ഡലങ്ങളുള്ള ഫൈബർ മോഡുകൾ അനുബന്ധ വേവ്ഗൈഡുമായി ബന്ധിപ്പിച്ചിരിക്കുന്നു. ഫൈബർ ചരിഞ്ഞ് രണ്ട് വേവ് ഗൈഡുകളിലേക്കോ അല്ലെങ്കിൽ ഉപരിതലത്തിലേക്ക് ലംബമായോ നാല് വേവ് ഗൈഡുകളിലേക്കോ യോജിപ്പിക്കാം. ദ്വിമാന ഗ്രേറ്റിംഗ് കപ്ലറുകളുടെ ഒരു അധിക നേട്ടം, അവ ധ്രുവീകരണ റൊട്ടേറ്ററുകളായി പ്രവർത്തിക്കുന്നു എന്നതാണ്, അതായത് ചിപ്പിലെ എല്ലാ പ്രകാശത്തിനും ഒരേ ധ്രുവീകരണം ഉണ്ട്, എന്നാൽ ഫൈബറിൽ രണ്ട് ഓർത്തോഗണൽ ധ്രുവീകരണങ്ങൾ ഉപയോഗിക്കുന്നു.

ചിത്രം 3: ഒന്നിലധികം ധ്രുവീകരണ സ്പ്ലിറ്ററുകൾ.