Silicon photonics passive အစိတ်အပိုင်းများ

ဆီလီကွန်ဖိုနစ်များpassive အစိတ်အပိုင်းများ

silicon photonics တွင် အဓိက passive အစိတ်အပိုင်းများစွာရှိသည်။ ယင်းတို့အနက်တစ်ခုသည် ပုံ 1A တွင်ပြထားသည့်အတိုင်း မျက်နှာပြင်ထုတ်လွှတ်သည့်ဆန်ခါတွဲတစ်ခုဖြစ်သည်။ ၎င်းတွင် waveguide တွင် ခိုင်ခံ့သောဆန်ခါတစ်ခုပါ၀င်သည် ၎င်းသည် အလင်းကို မျက်နှာပြင်နှင့် ထောင့်ညီစွာ ထုတ်ပေးနိုင်ပြီး၊ ၎င်းသည် wafer အဆင့်တိုင်းတာမှုများနှင့်/သို့မဟုတ် ဖိုက်ဘာနှင့်ချိတ်ဆက်ရန်အတွက် စံပြဖြစ်စေသည်။ Grating Couplers များသည် ဒေါင်လိုက်အညွှန်း မြင့်မားသော ခြားနားမှု လိုအပ်သောကြောင့် ဆီလီကွန်ဖိုနစ်များ အတွက် အနည်းငယ်ထူးခြားပါသည်။ ဥပမာအားဖြင့်၊ သမားရိုးကျ InP waveguide တွင် grating coupler တစ်ခုပြုလုပ်ရန်ကြိုးစားပါက grating waveguide သည် substrate ထက် ပျမ်းမျှအလင်းယိုင်မှုညွှန်းကိန်းနိမ့်သောကြောင့် ဒေါင်လိုက်ထုတ်လွှတ်ခြင်းအစား အလင်းသည် အလွှာထဲသို့ တိုက်ရိုက်ပေါက်ကြားသွားပါသည်။ ၎င်းကို InP တွင်အလုပ်လုပ်စေရန်၊ ပုံ 1B တွင်ပြထားသည့်အတိုင်း ၎င်းကိုဆိုင်းငံ့ထားရန်အတွက် ဆန်ခါအောက်တွင် တူးဖော်ရမည်ဖြစ်သည်။


ပုံ 1- ဆီလီကွန် (A) နှင့် InP (B) ရှိ မျက်နှာပြင်မှ ထုတ်လွှတ်သော တစ်ဖက်မြင်ဆန်ခါတွဲများ။ (A) တွင် မီးခိုးရောင်နှင့် အပြာနုရောင်သည် ဆီလီကွန်နှင့် ဆီလီကာတို့ကို ကိုယ်စားပြုသည်။ (B) တွင် အနီရောင်နှင့် လိမ္မော်ရောင်သည် InGaAsP နှင့် InP တို့ကို ကိုယ်စားပြုသည်။ ပုံများ (C) နှင့် (D) သည် InP suspended cantilever grating coupler တစ်ခု၏ အီလက်ထရွန်အဏုစကုပ် (SEM) ပုံရိပ်များဖြစ်သည်။

နောက်ထပ်သော့ချက် အစိတ်အပိုင်းမှာ ၎င်းကြားရှိ spot-size converter (SSC) ဖြစ်သည်။အလင်းလှိုင်းလမ်းညွှန်နှင့် ဆီလီကွန်လှိုင်းလမ်းညွှန်တွင် 0.5 × 1 μm2 ခန့်ရှိသော မုဒ်ကို ဖိုက်ဘာရှိ 10 × 10 μm2 ခန့်မုဒ်သို့ ပြောင်းပေးသော ဖိုက်ဘာ။ ပုံမှန်ချဉ်းကပ်နည်းမှာ inverse taper ဟုခေါ်သော ဖွဲ့စည်းပုံကို အသုံးပြုရန်ဖြစ်ပြီး waveguide သည် သေးငယ်သောအစွန်အဖျားအထိ ကျဉ်းသွားကာ၊ သိသိသာသာ ချဲ့ထွင်ခြင်းကို ဖြစ်ပေါ်စေသည်။opticalမုဒ် patch ။ ပုံ 2 တွင် ပြထားသည့်အတိုင်း ဆိုင်းငံ့ထားသော မှန်လှိုင်းလမ်းညွှန်ဖြင့် ဤမုဒ်ကို ဖမ်းယူနိုင်ပါသည်။ ထိုသို့သော SSC ဖြင့်၊ ချိတ်ဆက်မှု ဆုံးရှုံးမှုသည် 1.5dB အောက်ကို အလွယ်တကူ ရရှိနိုင်သည်။

ပုံ 2- ဆီလီကွန်ဝါယာကြိုးလှိုင်းလမ်းညွှန်များအတွက် ပုံစံအရွယ်အစားပြောင်းစက်။ ဆီလီကွန်ပစ္စည်းသည် ဆိုင်းငံ့ထားသောဖန်လှိုင်းလမ်းညွှန်အတွင်းတွင် ပြောင်းပြန်ပုံသဏ္ဍာန်ဖွဲ့စည်းပုံဖြစ်သည်။ ဆိုင်းငံ့ထားသော မှန်လှိုင်းလမ်းညွှန်အောက်ရှိ ဆီလီကွန်အလွှာကို ထွင်းထုထားသည်။

အဓိက passive အစိတ်အပိုင်းမှာ polarization beam splitter ဖြစ်သည်။ ပုံ 3 တွင် polarization splitters ၏နမူနာအချို့ကို ပြထားသည်။ ပထမမှာ လက်တစ်ဖက်စီတွင် မတူညီသော birefringence ရှိသည့် Mach-Zender interferometer (MZI) ဖြစ်သည်။ ဒုတိယတစ်ခုကတော့ ရိုးရှင်းတဲ့ directional coupler တစ်ခုပါ။ ပုံမှန်ဆီလီကွန်ဝါယာကြိုးလှိုင်းလမ်းညွှန်တစ်ခု၏ ပုံသဏ္ဍာန် birefringence သည် အလွန်မြင့်မားသည်၊ ထို့ကြောင့် transverse magnetic (TM) polarized light ကို အပြည့်အဝပေါင်းစပ်နိုင်ပြီး transverse electrical (TE) polarized light သည် ပေါင်းစပ်လုနီးပါးဖြစ်နိုင်ပါသည်။ တတိယသည် TE polarized light ကို ဦးတည်ချက်တစ်ခုတွင် ပေါင်းစပ်နိုင်ရန် ဖိုင်ဘာကို ထောင့်တစ်ခုတွင် ထားရှိကာ TM polarized အလင်းကို အခြားတစ်ခုတွင် ပေါင်းစပ်ထားသည်။ စတုတ္ထသည် နှစ်ဖက်မြင်ဆန်ခါတွဲတစ်ခုဖြစ်သည်။ လှိုင်းလမ်းညွှန် ပျံ့နှံ့မှု၏ ဦးတည်ချက်နှင့် ထောင့်မှန်ကျသော လျှပ်စစ်နယ်ပယ်များရှိသော ဖိုက်ဘာမုဒ်များကို သက်ဆိုင်ရာ waveguide နှင့် ပေါင်းစပ်ထားသည်။ ဖိုက်ဘာကို စောင်းပြီး waveguides နှစ်ခုသို့ တွဲနိုင်သည်၊ သို့မဟုတ် မျက်နှာပြင်နှင့် ထောင့်တည့်တည့်တွင် waveguides လေးခုနှင့် တွဲနိုင်ပါသည်။ နှစ်ဖက်မြင်ဆန်ခါတွဲများရဲ့ ထပ်လောင်းအားသာချက်တစ်ခုကတော့ ချစ်ပ်ပေါ်ရှိ အလင်းအားလုံးသည် တူညီသော polarization ရှိကြောင်း ဆိုလိုသည်မှာ ၎င်းတို့သည် polarization rotators များအဖြစ် လုပ်ဆောင်ခြင်းဖြစ်သည်၊ ဆိုလိုသည်မှာ ဖိုင်ဘာတွင် orthogonal polarization နှစ်ခုကို အသုံးပြုပါသည်။

ပုံ 3- များစွာသော polarization ခွဲခြမ်းများ။


တင်ချိန်- ဇူလိုင် ၁၆-၂၀၂၄