સિલિકોન ફોટોનિક્સ નિષ્ક્રિય ઘટકો

સિલિકોન ફોટોનિક્સનિષ્ક્રિય ઘટકો

સિલિકોન ફોટોનિક્સમાં ઘણા મુખ્ય નિષ્ક્રિય ઘટકો છે. આમાંનું એક સપાટી-ઉત્સર્જન કરનાર ગ્રૅટિંગ કપ્લર છે, જે આકૃતિ 1A માં બતાવ્યા પ્રમાણે છે. તે વેવગાઇડમાં મજબૂત ગ્રીંગ ધરાવે છે જેનો સમયગાળો વેવગાઇડમાં પ્રકાશ તરંગની તરંગલંબાઇ જેટલો હોય છે. આ પ્રકાશને સપાટી પર કાટખૂણે ઉત્સર્જિત અથવા પ્રાપ્ત કરવાની મંજૂરી આપે છે, જે તેને વેફર-લેવલ માપન અને/અથવા ફાઇબર સાથે જોડવા માટે આદર્શ બનાવે છે. ગ્રેટિંગ કપ્લર્સ સિલિકોન ફોટોનિક્સ માટે કંઈક અંશે અનન્ય છે કારણ કે તેમને ઉચ્ચ વર્ટિકલ ઇન્ડેક્સ કોન્ટ્રાસ્ટની જરૂર છે. ઉદાહરણ તરીકે, જો તમે પરંપરાગત InP વેવગાઇડમાં ગ્રેટિંગ કપ્લર બનાવવાનો પ્રયાસ કરો છો, તો પ્રકાશ ઊભી રીતે ઉત્સર્જિત થવાને બદલે સીધા સબસ્ટ્રેટમાં લિક થાય છે કારણ કે ગ્રેટિંગ વેવગાઇડ સબસ્ટ્રેટ કરતાં નીચી સરેરાશ રીફ્રેક્ટિવ ઇન્ડેક્સ ધરાવે છે. તેને InP માં કામ કરવા માટે, આકૃતિ 1B માં બતાવ્યા પ્રમાણે, તેને સ્થગિત કરવા માટે જાળીની નીચે સામગ્રીનું ખોદકામ કરવું આવશ્યક છે.

આકૃતિ 1: સિલિકોન (A) અને InP (B) માં સપાટીથી ઉત્સર્જિત એક-પરિમાણીય ગ્રેટિંગ કપ્લર્સ. (A) માં, ગ્રે અને આછો વાદળી અનુક્રમે સિલિકોન અને સિલિકાનું પ્રતિનિધિત્વ કરે છે. (B) માં, લાલ અને નારંગી અનુક્રમે InGaAsP અને InP રજૂ કરે છે. આકૃતિઓ (C) અને (D) એક InP સસ્પેન્ડેડ કેન્ટીલીવર ગ્રેટિંગ કપ્લરની ઈલેક્ટ્રોન માઈક્રોસ્કોપ (SEM) ઈમેજીસને સ્કેન કરી રહ્યાં છે.

અન્ય મુખ્ય ઘટક વચ્ચે સ્પોટ-સાઈઝ કન્વર્ટર (SSC) છેઓપ્ટિકલ વેવગાઇડઅને ફાઈબર, જે સિલિકોન વેવગાઈડમાં લગભગ 0.5 × 1 μm2 ના મોડને ફાઈબરમાં લગભગ 10 × 10 μm2 ના મોડમાં ફેરવે છે. એક લાક્ષણિક અભિગમ એ ઇન્વર્સ ટેપર નામની રચનાનો ઉપયોગ કરવાનો છે, જેમાં વેવગાઇડ ધીમે ધીમે એક નાની ટોચ સુધી સાંકડી થાય છે, જેનું પરિણામ નોંધપાત્ર રીતે વિસ્તરણમાં પરિણમે છે.ઓપ્ટિકલમોડ પેચ. આ મોડને સસ્પેન્ડેડ ગ્લાસ વેવગાઇડ દ્વારા કેપ્ચર કરી શકાય છે, જેમ કે આકૃતિ 2 માં બતાવ્યા પ્રમાણે. આવા SSC સાથે, 1.5dB કરતા ઓછા કપ્લીંગ નુકશાન સરળતાથી પ્રાપ્ત થાય છે.

આકૃતિ 2: સિલિકોન વાયર વેવગાઇડ્સ માટે પેટર્ન સાઇઝ કન્વર્ટર. સિલિકોન સામગ્રી સસ્પેન્ડેડ ગ્લાસ વેવગાઇડની અંદર એક વ્યસ્ત શંકુ આકારનું માળખું બનાવે છે. સસ્પેન્ડેડ ગ્લાસ વેવગાઇડની નીચે સિલિકોન સબસ્ટ્રેટને દૂર કરવામાં આવ્યું છે.

મુખ્ય નિષ્ક્રિય ઘટક ધ્રુવીકરણ બીમ સ્પ્લિટર છે. ધ્રુવીકરણ સ્પ્લિટર્સના કેટલાક ઉદાહરણો આકૃતિ 3 માં દર્શાવવામાં આવ્યા છે. પ્રથમ એક માચ-ઝેન્ડર ઇન્ટરફેરોમીટર (MZI) છે, જ્યાં દરેક હાથ અલગ બાયફ્રિન્જન્સ ધરાવે છે. બીજું એક સરળ દિશાત્મક કપ્લર છે. લાક્ષણિક સિલિકોન વાયર વેવગાઇડની આકારની બાયરફ્રિન્જન્સ ખૂબ ઊંચી હોય છે, તેથી ટ્રાંસવર્સ મેગ્નેટિક (TM) પોલરાઇઝ્ડ લાઇટને સંપૂર્ણ રીતે જોડી શકાય છે, જ્યારે ટ્રાંસવર્સ ઇલેક્ટ્રિકલ (TE) પોલરાઇઝ્ડ લાઇટ લગભગ અનકપલ્ડ થઈ શકે છે. ત્રીજું ગ્રૅટિંગ કપ્લર છે, જેમાં ફાઇબર એક ખૂણા પર મૂકવામાં આવે છે જેથી TE ધ્રુવીકૃત પ્રકાશ એક દિશામાં જોડાય અને TM ધ્રુવીકૃત પ્રકાશ બીજી દિશામાં જોડાય. ચોથું દ્વિ-પરિમાણીય જાળીનું કપલર છે. ફાઇબર મોડ્સ કે જેના ઇલેક્ટ્રિક ફિલ્ડ વેવગાઇડ પ્રચારની દિશાને લંબરૂપ હોય છે તે અનુરૂપ વેવગાઇડ સાથે જોડાયેલા હોય છે. ફાઇબરને બે વેવગાઇડ્સ સાથે નમેલી અને જોડી શકાય છે, અથવા સપાટી પર લંબરૂપ અને ચાર વેવગાઇડ્સ સાથે જોડી શકાય છે. દ્વિ-પરિમાણીય ગ્રેટિંગ કપ્લર્સનો વધારાનો ફાયદો એ છે કે તેઓ ધ્રુવીકરણ રોટેટર્સ તરીકે કાર્ય કરે છે, એટલે કે ચિપ પરના તમામ પ્રકાશનું ધ્રુવીકરણ સમાન છે, પરંતુ ફાઇબરમાં બે ઓર્થોગોનલ ધ્રુવીકરણનો ઉપયોગ થાય છે.

આકૃતિ 3: બહુવિધ ધ્રુવીકરણ સ્પ્લિટર્સ.