Компонентҳои ғайрифаъоли фотоникии кремний

Фотоникаи силиконҷузъҳои ғайрифаъол

Дар фотоникаи кремний якчанд ҷузъҳои асосии ғайрифаъол мавҷуданд. Яке аз онҳо пайвасткунандаи панҷараи сатҳӣ мебошад, ки дар расми 1A нишон дода шудааст. Он аз панҷараи қавӣ дар мавҷгир иборат аст, ки даври он тақрибан ба дарозии мавҷи нур дар роҳнамои мавҷгир баробар аст. Ин имкон медиҳад, ки нур амудӣ ба сатҳ паҳн ё қабул карда шавад, ки онро барои андозагирии сатҳи вафл ва/ё пайвастшавӣ ба нах беҳтарин мегардонад. Пайвасткунакҳои панҷара то андозае барои фотоникаи кремний беназиранд, зеро онҳо контрасти индекси баланди амудиро талаб мекунанд. Масалан, агар шумо кӯшиш кунед, ки пайвасткунандаи панҷараро дар роҳнамои анъанавии InP созед, нур мустақиман ба субстрат ворид мешавад, на амудӣ паҳн мешавад, зеро роҳнамои панҷара нисбат ба субстрат нишондиҳандаи миёнаи шикасти пасттар дорад. Барои он ки он дар InP кор кунад, бояд маводро дар зери панҷара кофта, онро овезон кунанд, тавре ки дар расми 1B нишон дода шудааст.


Расми 1: пайвасткунакҳои панҷараи якченака, ки сатҳро нурпошӣ мекунанд, дар кремний (A) ва InP (B). Дар (A), рангҳои хокистарӣ ва кабуди равшан мутаносибан кремний ва кремнийро нишон медиҳанд. Дар (B), рангҳои сурх ва норанҷӣ мутаносибан InGaAsP ва InP-ро нишон медиҳанд. Расми (C) ва (D) тасвирҳои микроскопи электронии сканкунанда (SEM)-и пайвасткунаки панҷараи консолӣ бо овезоншудаи InP мебошанд.

Ҷузъи дигари калидӣ табдилдиҳандаи андозаи нуқта (SSC) байнимавҷгири оптикӣва нах, ки режими тақрибан 0,5 × 1 мкм2-ро дар мавҷгири кремний ба режими тақрибан 10 × 10 мкм2 дар нах табдил медиҳад. Як равиши маъмулӣ истифодаи сохторе мебошад, ки конуси баръакс номида мешавад, ки дар он мавҷгир тадриҷан ба нӯги хурд танг мешавад, ки боиси васеъшавии назарраси он мегардад.оптикӣчасбондани режим. Ин режимро метавон бо истифода аз мавҷгири шишагии овезон сабт кард, чунон ки дар расми 2 нишон дода шудааст. Бо чунин SSC, талафоти пайвастшавӣ камтар аз 1.5 дБ ба осонӣ ба даст оварда мешавад.

Расми 2: Табдилдиҳандаи андозаи нақш барои роҳнамоҳои мавҷӣ бо сими силиконӣ. Маводи силиконӣ дар дохили роҳнамои шишагии овезон сохтори конуси баръаксро ташкил медиҳад. Табақаи силиконӣ дар зери роҳнамои шишагии овезон кандакорӣ шудааст.

Ҷузъи асосии ғайрифаъол тақсимкунандаи шуоъи поляризатсия мебошад. Баъзе мисолҳои тақсимкунандагони поляризатсия дар расми 3 нишон дода шудаанд. Аввалин интерферометри Мах-Зендер (MZI) мебошад, ки дар он ҳар як даст душифобахшии гуногун дорад. Дуюмӣ як пайвасткунандаи оддии самтӣ мебошад. Шакли душифобахшии мавҷгири маъмулии сими силикон хеле баланд аст, аз ин рӯ, нури поляризатсияшудаи магнитии кундаланг (TM) метавонад пурра пайваст карда шавад, дар ҳоле ки нури поляризатсияшудаи электрикии кундаланг (TE) метавонад қариб ҷудо карда шавад. Сеюмӣ ​​пайвасткунандаи панҷара аст, ки дар он нах дар кунҷе ҷойгир карда мешавад, то нури поляризатсияшудаи TE дар як самт ва нури поляризатсияшудаи TM дар самти дигар пайваст карда шавад. Чорумӣ як пайвасткунандаи панҷараи дученака аст. Модулҳои нах, ки майдонҳои электрикии онҳо ба самти паҳншавии мавҷгир перпендикуляр мебошанд, ба роҳнамои мувофиқ пайваст карда мешаванд. Нахро метавон майл кард ва ба ду роҳнамои мавҷ ё перпендикуляр ба сатҳ пайваст кард ва ба чор роҳнамои мавҷ пайваст кард. Як бартарии иловагии пайвасткунакҳои панҷараи дученака дар он аст, ки онҳо ҳамчун ротаторҳои поляризатсия амал мекунанд, яъне ҳамаи нурҳои чип дорои поляризатсияи якхела мебошанд, аммо дар нах ду поляризатсияи ортогоналӣ истифода мешаванд.

Расми 3: Тақсимкунандагони поляризатсияи сершумор.


Вақти нашр: 16 июли соли 2024