ဆီလီကွန် ဖိုတွန်နစ်passive အစိတ်အပိုင်းများ
ဆီလီကွန်ဖိုတွန်နစ်တွင် အဓိက passive အစိတ်အပိုင်းများစွာရှိသည်။ ၎င်းတို့ထဲမှတစ်ခုမှာ ပုံ ၁က တွင်ပြထားသည့်အတိုင်း surface-emitting grating coupler ဖြစ်သည်။ ၎င်းတွင် waveguide ရှိ အလင်းလှိုင်း၏ wavelength နှင့် ခန့်မှန်းခြေအားဖြင့် ညီမျှသော period ရှိသည့် waveguide တွင် ခိုင်မာသော grating တစ်ခုပါဝင်သည်။ ၎င်းသည် မျက်နှာပြင်နှင့် ထောင့်မှန်ကျစွာ အလင်းကို ထုတ်လွှတ်ခြင်း သို့မဟုတ် လက်ခံခြင်းကို ခွင့်ပြုပြီး wafer-level တိုင်းတာမှုများနှင့်/သို့မဟုတ် fiber နှင့် ချိတ်ဆက်ခြင်းအတွက် အကောင်းဆုံးဖြစ်စေသည်။ Grating coupler များသည် vertical index contrast မြင့်မားရန် လိုအပ်သောကြောင့် silicon photonics များတွင် တစ်မူထူးခြားသည်။ ဥပမာအားဖြင့်၊ ရိုးရာ InP waveguide တွင် grating coupler တစ်ခုပြုလုပ်ရန် ကြိုးစားပါက၊ grating waveguide တွင် substrate ထက် refractive index ပျမ်းမျှနိမ့်သောကြောင့် အလင်းသည် vertical ထုတ်လွှတ်မည့်အစား substrate ထဲသို့ တိုက်ရိုက်ယိုစိမ့်သွားသည်။ InP တွင် အလုပ်လုပ်စေရန်အတွက် ပုံ ၁ခ တွင်ပြထားသည့်အတိုင်း grating အောက်တွင် ပစ္စည်းကို တူးဖော်ပြီး ၎င်းကိုဆိုင်းငံ့ထားရမည်။
ပုံ ၁: ဆီလီကွန် (A) နှင့် InP (B) ရှိ မျက်နှာပြင်ထုတ်လွှတ်သည့် တစ်ဘက်မြင် grating coupler များ။ (A) တွင် မီးခိုးရောင်နှင့် အပြာဖျော့ဖျော့သည် အသီးသီး ဆီလီကွန်နှင့် ဆီလီကာကို ကိုယ်စားပြုသည်။ (B) တွင် အနီရောင်နှင့် လိမ္မော်ရောင်တို့သည် အသီးသီး InGaAsP နှင့် InP ကို ကိုယ်စားပြုသည်။ ပုံများ (C) နှင့် (D) သည် InP suspended cantilever grating coupler ၏ scanning electron microscope (SEM) ပုံများဖြစ်သည်။
နောက်ထပ် အဓိက အစိတ်အပိုင်းတစ်ခုကတော့ spot-size converter (SSC) အကြားက အစိတ်အပိုင်းပါ။အလင်းတန်းလှိုင်းလမ်းညွှန်နှင့် ဆီလီကွန် waveguide တွင် 0.5 × 1 μm2 ခန့် mode ကို fiber တွင် 10 × 10 μm2 ခန့် mode သို့ပြောင်းလဲပေးသော fiber ဖြစ်သည်။ ပုံမှန်ချဉ်းကပ်မှုတစ်ခုမှာ inverse taper ဟုခေါ်သောဖွဲ့စည်းပုံကို အသုံးပြုရန်ဖြစ်ပြီး၊ ၎င်းတွင် waveguide သည် တဖြည်းဖြည်းသေးငယ်သောအဖျားသို့ကျဉ်းမြောင်းလာပြီး သိသာထင်ရှားသောချဲ့ထွင်မှုကိုဖြစ်ပေါ်စေသည်။အလင်းပညာမုဒ် patch။ ဤမုဒ်ကို ပုံ ၂ တွင်ပြထားသည့်အတိုင်း ဆိုင်းထိန်းဖန်လှိုင်းလမ်းညွှန်ဖြင့် ဖမ်းယူနိုင်သည်။ ထိုကဲ့သို့သော SSC ဖြင့် 1.5dB အောက် coupling loss ကို အလွယ်တကူ ရရှိနိုင်မည်ဖြစ်သည်။
ပုံ ၂: ဆီလီကွန်ဝါယာကြိုးလှိုင်းလမ်းညွှန်များအတွက် ပုံစံအရွယ်အစားပြောင်းစက်။ ဆီလီကွန်ပစ္စည်းသည် ဆိုင်းငံ့ထားသောဖန်လှိုင်းလမ်းညွှန်အတွင်းရှိ ပြောင်းပြန်ကွေးညွှတ်ဖွဲ့စည်းပုံကို ဖွဲ့စည်းသည်။ ဆီလီကွန်အောက်ခံကို ဆိုင်းငံ့ထားသောဖန်လှိုင်းလမ်းညွှန်အောက်တွင် ထွင်းထုထားသည်။
အဓိက passive component ကတော့ polarization beam splitter ပါ။ polarization splitters တွေရဲ့ ဥပမာအချို့ကို ပုံ ၃ မှာ ပြသထားပါတယ်။ ပထမတစ်ခုက Mach-Zender interferometer (MZI) ဖြစ်ပြီး လက်တစ်ဖက်စီမှာ birefringence မတူညီပါဘူး။ ဒုတိယတစ်ခုက ရိုးရှင်းတဲ့ directional coupler တစ်ခုပါ။ ပုံမှန် silicon wire waveguide ရဲ့ shape birefringence က အလွန်မြင့်မားတာကြောင့် transverse magnetic (TM) polarized light ကို fully coupled လုပ်နိုင်ပြီး transverse electrical (TE) polarized light ကို uncoupled လုပ်နိုင်ပါတယ်။ တတိယကတော့ grating coupler ဖြစ်ပြီး fiber ကို angle တစ်ခုမှာ ထားရှိပြီး TE polarized light ကို တစ်ဖက်မှာ coupled လုပ်ကာ TM polarized light ကို တစ်ဖက်မှာ coupled လုပ်ပါတယ်။ စတုတ္ထကတော့ two-dimensional grating coupler ပါ။ waveguide propagation ရဲ့ direction နဲ့ perpendicular ဖြစ်နေတဲ့ electric fields တွေရှိတဲ့ fiber mode တွေကို သက်ဆိုင်ရာ waveguide နဲ့ coupled လုပ်ပါတယ်။ fiber ကို waveguides နှစ်ခုနဲ့ tilted လုပ်ပြီး coupled လုပ်နိုင်သလို surface နဲ့ perpendicular လုပ်ပြီး waveguides လေးခုနဲ့ coupled လုပ်နိုင်ပါတယ်။ two-dimensional grating couplers တွေရဲ့ အပိုအားသာချက်တစ်ခုကတော့ သူတို့ဟာ polarization rotators တွေအဖြစ် လုပ်ဆောင်ပေးတာကြောင့် chip ပေါ်က အလင်းအားလုံးမှာ polarization တူညီပေမယ့် fiber မှာ orthogonal polarizations နှစ်ခုကို အသုံးပြုထားပါတယ်။
ပုံ ၃: ဘက်ပေါင်းစုံ ပိုလာရိုက်ဇေးရှင်း ခွဲထုတ်ကိရိယာများ။
ပို့စ်တင်ချိန်: ၂၀၂၄ ခုနှစ်၊ ဇူလိုင်လ ၁၆ ရက်