ਸਿਲੀਕਾਨ ਫੋਟੋਨਿਕਸ ਪੈਸਿਵ ਕੰਪੋਨੈਂਟ

ਸਿਲੀਕਾਨ ਫੋਟੋਨਿਕਸਪੈਸਿਵ ਕੰਪੋਨੈਂਟਸ

ਸਿਲੀਕਾਨ ਫੋਟੋਨਿਕਸ ਵਿੱਚ ਕਈ ਮੁੱਖ ਪੈਸਿਵ ਕੰਪੋਨੈਂਟ ਹੁੰਦੇ ਹਨ। ਇਹਨਾਂ ਵਿੱਚੋਂ ਇੱਕ ਸਤਹ-ਨਿਸਰਣ ਵਾਲਾ ਗਰੇਟਿੰਗ ਕਪਲਰ ਹੈ, ਜਿਵੇਂ ਕਿ ਚਿੱਤਰ 1A ਵਿੱਚ ਦਿਖਾਇਆ ਗਿਆ ਹੈ। ਇਸ ਵਿੱਚ ਵੇਵਗਾਈਡ ਵਿੱਚ ਇੱਕ ਮਜ਼ਬੂਤ ​​ਗਰੇਟਿੰਗ ਹੁੰਦੀ ਹੈ ਜਿਸਦੀ ਮਿਆਦ ਵੇਵਗਾਈਡ ਵਿੱਚ ਪ੍ਰਕਾਸ਼ ਤਰੰਗ ਦੀ ਤਰੰਗ ਲੰਬਾਈ ਦੇ ਲਗਭਗ ਬਰਾਬਰ ਹੁੰਦੀ ਹੈ। ਇਹ ਰੋਸ਼ਨੀ ਨੂੰ ਸਤ੍ਹਾ 'ਤੇ ਲੰਬਵਤ ਨਿਕਲਣ ਜਾਂ ਪ੍ਰਾਪਤ ਕਰਨ ਦੀ ਇਜਾਜ਼ਤ ਦਿੰਦਾ ਹੈ, ਇਸ ਨੂੰ ਵੇਫਰ-ਪੱਧਰ ਦੇ ਮਾਪ ਅਤੇ/ਜਾਂ ਫਾਈਬਰ ਨਾਲ ਜੋੜਨ ਲਈ ਆਦਰਸ਼ ਬਣਾਉਂਦਾ ਹੈ। ਗਰੇਟਿੰਗ ਕਪਲਰ ਸਿਲੀਕਾਨ ਫੋਟੋਨਿਕਸ ਲਈ ਕੁਝ ਵਿਲੱਖਣ ਹਨ ਕਿਉਂਕਿ ਉਹਨਾਂ ਨੂੰ ਉੱਚ ਲੰਬਕਾਰੀ ਸੂਚਕਾਂਕ ਕੰਟ੍ਰਾਸਟ ਦੀ ਲੋੜ ਹੁੰਦੀ ਹੈ। ਉਦਾਹਰਨ ਲਈ, ਜੇਕਰ ਤੁਸੀਂ ਇੱਕ ਪਰੰਪਰਾਗਤ InP ਵੇਵਗਾਈਡ ਵਿੱਚ ਇੱਕ ਗਰੇਟਿੰਗ ਕਪਲਰ ਬਣਾਉਣ ਦੀ ਕੋਸ਼ਿਸ਼ ਕਰਦੇ ਹੋ, ਤਾਂ ਰੌਸ਼ਨੀ ਲੰਬਕਾਰੀ ਤੌਰ 'ਤੇ ਬਾਹਰ ਨਿਕਲਣ ਦੀ ਬਜਾਏ ਸਿੱਧੇ ਸਬਸਟਰੇਟ ਵਿੱਚ ਲੀਕ ਹੋ ਜਾਂਦੀ ਹੈ ਕਿਉਂਕਿ ਗਰੇਟਿੰਗ ਵੇਵਗਾਈਡ ਦਾ ਸਬਸਟਰੇਟ ਨਾਲੋਂ ਘੱਟ ਔਸਤ ਰਿਫ੍ਰੈਕਟਿਵ ਇੰਡੈਕਸ ਹੁੰਦਾ ਹੈ। ਇਸਨੂੰ InP ਵਿੱਚ ਕੰਮ ਕਰਨ ਲਈ, ਇਸ ਨੂੰ ਮੁਅੱਤਲ ਕਰਨ ਲਈ ਗਰੇਟਿੰਗ ਦੇ ਹੇਠਾਂ ਸਮੱਗਰੀ ਦੀ ਖੁਦਾਈ ਕੀਤੀ ਜਾਣੀ ਚਾਹੀਦੀ ਹੈ, ਜਿਵੇਂ ਕਿ ਚਿੱਤਰ 1B ਵਿੱਚ ਦਿਖਾਇਆ ਗਿਆ ਹੈ।

ਚਿੱਤਰ 1: ਸਿਲਿਕਨ (A) ਅਤੇ InP (B) ਵਿੱਚ ਸਤਹ-ਨਿਕਾਸ ਵਾਲੇ ਇੱਕ-ਅਯਾਮੀ ਗਰੇਟਿੰਗ ਕਪਲਰ। (A) ਵਿੱਚ, ਸਲੇਟੀ ਅਤੇ ਹਲਕਾ ਨੀਲਾ ਕ੍ਰਮਵਾਰ ਸਿਲੀਕਾਨ ਅਤੇ ਸਿਲਿਕਾ ਨੂੰ ਦਰਸਾਉਂਦੇ ਹਨ। (B) ਵਿੱਚ, ਲਾਲ ਅਤੇ ਸੰਤਰੀ ਕ੍ਰਮਵਾਰ InGaAsP ਅਤੇ InP ਨੂੰ ਦਰਸਾਉਂਦੇ ਹਨ। ਅੰਕੜੇ (C) ਅਤੇ (D) ਇੱਕ InP ਮੁਅੱਤਲ ਕੰਟੀਲੀਵਰ ਗਰੇਟਿੰਗ ਕਪਲਰ ਦੇ ਇਲੈਕਟ੍ਰੌਨ ਮਾਈਕ੍ਰੋਸਕੋਪ (SEM) ਚਿੱਤਰਾਂ ਨੂੰ ਸਕੈਨ ਕਰ ਰਹੇ ਹਨ।

ਇੱਕ ਹੋਰ ਮੁੱਖ ਹਿੱਸਾ ਸਪੌਟ-ਸਾਈਜ਼ ਕਨਵਰਟਰ (SSC) ਵਿਚਕਾਰ ਹੈਆਪਟੀਕਲ ਵੇਵਗਾਈਡਅਤੇ ਫਾਈਬਰ, ਜੋ ਕਿ ਸਿਲੀਕਾਨ ਵੇਵਗਾਈਡ ਵਿੱਚ ਲਗਭਗ 0.5 × 1 μm2 ਦੇ ਮੋਡ ਨੂੰ ਫਾਈਬਰ ਵਿੱਚ ਲਗਭਗ 10 × 10 μm2 ਦੇ ਮੋਡ ਵਿੱਚ ਬਦਲਦਾ ਹੈ। ਇੱਕ ਆਮ ਪਹੁੰਚ ਇੱਕ ਬਣਤਰ ਦੀ ਵਰਤੋਂ ਕਰਨਾ ਹੈ ਜਿਸਨੂੰ ਇਨਵਰਸ ਟੇਪਰ ਕਿਹਾ ਜਾਂਦਾ ਹੈ, ਜਿਸ ਵਿੱਚ ਵੇਵਗਾਈਡ ਹੌਲੀ-ਹੌਲੀ ਇੱਕ ਛੋਟੇ ਸਿਰੇ ਤੱਕ ਸੰਕੁਚਿਤ ਹੋ ਜਾਂਦੀ ਹੈ, ਜਿਸ ਦੇ ਨਤੀਜੇ ਵਜੋਂ ਇੱਕ ਮਹੱਤਵਪੂਰਨ ਵਿਸਤਾਰ ਹੁੰਦਾ ਹੈ।ਆਪਟੀਕਲਮੋਡ ਪੈਚ. ਇਸ ਮੋਡ ਨੂੰ ਇੱਕ ਮੁਅੱਤਲ ਗਲਾਸ ਵੇਵਗਾਈਡ ਦੁਆਰਾ ਕੈਪਚਰ ਕੀਤਾ ਜਾ ਸਕਦਾ ਹੈ, ਜਿਵੇਂ ਕਿ ਚਿੱਤਰ 2 ਵਿੱਚ ਦਿਖਾਇਆ ਗਿਆ ਹੈ। ਅਜਿਹੇ SSC ਨਾਲ, 1.5dB ਤੋਂ ਘੱਟ ਦੇ ਜੋੜਨ ਦੇ ਨੁਕਸਾਨ ਨੂੰ ਆਸਾਨੀ ਨਾਲ ਪ੍ਰਾਪਤ ਕੀਤਾ ਜਾਂਦਾ ਹੈ।

ਚਿੱਤਰ 2: ਸਿਲੀਕਾਨ ਵਾਇਰ ਵੇਵਗਾਈਡਜ਼ ਲਈ ਪੈਟਰਨ ਆਕਾਰ ਕਨਵਰਟਰ। ਸਿਲੀਕਾਨ ਸਮੱਗਰੀ ਮੁਅੱਤਲ ਕੱਚ ਵੇਵਗਾਈਡ ਦੇ ਅੰਦਰ ਇੱਕ ਉਲਟ ਕੋਨਿਕਲ ਬਣਤਰ ਬਣਾਉਂਦੀ ਹੈ। ਸਿਲੀਕਾਨ ਸਬਸਟਰੇਟ ਨੂੰ ਮੁਅੱਤਲ ਕੀਤੇ ਗਲਾਸ ਵੇਵਗਾਈਡ ਦੇ ਹੇਠਾਂ ਨੱਕਾਸ਼ੀ ਕੀਤਾ ਗਿਆ ਹੈ।

ਮੁੱਖ ਪੈਸਿਵ ਕੰਪੋਨੈਂਟ ਧਰੁਵੀਕਰਨ ਬੀਮ ਸਪਲਿਟਰ ਹੈ। ਪੋਲਰਾਈਜ਼ੇਸ਼ਨ ਸਪਲਿਟਰਾਂ ਦੀਆਂ ਕੁਝ ਉਦਾਹਰਣਾਂ ਚਿੱਤਰ 3 ਵਿੱਚ ਦਿਖਾਈਆਂ ਗਈਆਂ ਹਨ। ਪਹਿਲਾ ਇੱਕ ਮਾਚ-ਜ਼ੈਂਡਰ ਇੰਟਰਫੇਰੋਮੀਟਰ (MZI) ਹੈ, ਜਿੱਥੇ ਹਰੇਕ ਬਾਂਹ ਦੀ ਇੱਕ ਵੱਖਰੀ ਬਾਇਰਫ੍ਰਿੰਜੈਂਸ ਹੁੰਦੀ ਹੈ। ਦੂਜਾ ਇੱਕ ਸਧਾਰਨ ਦਿਸ਼ਾ-ਨਿਰਦੇਸ਼ ਜੋੜਨ ਵਾਲਾ ਹੈ. ਇੱਕ ਆਮ ਸਿਲਿਕਨ ਵਾਇਰ ਵੇਵਗਾਈਡ ਦੀ ਸ਼ਕਲ ਬਾਇਰਫ੍ਰਿੰਗੈਂਸ ਬਹੁਤ ਜ਼ਿਆਦਾ ਹੁੰਦੀ ਹੈ, ਇਸਲਈ ਟ੍ਰਾਂਸਵਰਸ ਮੈਗਨੈਟਿਕ (TM) ਪੋਲਰਾਈਜ਼ਡ ਲਾਈਟ ਪੂਰੀ ਤਰ੍ਹਾਂ ਨਾਲ ਜੋੜੀ ਜਾ ਸਕਦੀ ਹੈ, ਜਦੋਂ ਕਿ ਟ੍ਰਾਂਸਵਰਸ ਇਲੈਕਟ੍ਰੀਕਲ (TE) ਪੋਲਰਾਈਜ਼ਡ ਰੋਸ਼ਨੀ ਲਗਭਗ ਬੇਜੋੜ ਹੋ ਸਕਦੀ ਹੈ। ਤੀਜਾ ਇੱਕ ਗਰੇਟਿੰਗ ਕਪਲਰ ਹੈ, ਜਿਸ ਵਿੱਚ ਫਾਈਬਰ ਨੂੰ ਇੱਕ ਕੋਣ 'ਤੇ ਰੱਖਿਆ ਜਾਂਦਾ ਹੈ ਤਾਂ ਜੋ TE ਪੋਲਰਾਈਜ਼ਡ ਰੋਸ਼ਨੀ ਇੱਕ ਦਿਸ਼ਾ ਵਿੱਚ ਅਤੇ TM ਪੋਲਰਾਈਜ਼ਡ ਰੋਸ਼ਨੀ ਨੂੰ ਦੂਜੀ ਦਿਸ਼ਾ ਵਿੱਚ ਜੋੜਿਆ ਜਾ ਸਕੇ। ਚੌਥਾ ਇੱਕ ਦੋ-ਅਯਾਮੀ ਗਰੇਟਿੰਗ ਕਪਲਰ ਹੈ। ਫਾਈਬਰ ਮੋਡ ਜਿਨ੍ਹਾਂ ਦੇ ਇਲੈਕਟ੍ਰਿਕ ਫੀਲਡ ਵੇਵਗਾਈਡ ਪ੍ਰਸਾਰ ਦੀ ਦਿਸ਼ਾ ਲਈ ਲੰਬਵਤ ਹਨ, ਅਨੁਸਾਰੀ ਵੇਵਗਾਈਡ ਨਾਲ ਜੋੜਿਆ ਜਾਂਦਾ ਹੈ। ਫਾਈਬਰ ਨੂੰ ਝੁਕਾਇਆ ਜਾ ਸਕਦਾ ਹੈ ਅਤੇ ਦੋ ਵੇਵਗਾਈਡਾਂ ਨਾਲ ਜੋੜਿਆ ਜਾ ਸਕਦਾ ਹੈ, ਜਾਂ ਸਤਹ 'ਤੇ ਲੰਬਵਤ ਅਤੇ ਚਾਰ ਵੇਵਗਾਈਡਾਂ ਨਾਲ ਜੋੜਿਆ ਜਾ ਸਕਦਾ ਹੈ। ਦੋ-ਅਯਾਮੀ ਗਰੇਟਿੰਗ ਕਪਲਰਾਂ ਦਾ ਇੱਕ ਵਾਧੂ ਫਾਇਦਾ ਇਹ ਹੈ ਕਿ ਉਹ ਧਰੁਵੀਕਰਨ ਰੋਟੇਟਰਾਂ ਵਜੋਂ ਕੰਮ ਕਰਦੇ ਹਨ, ਮਤਲਬ ਕਿ ਚਿੱਪ 'ਤੇ ਸਾਰੀਆਂ ਰੋਸ਼ਨੀਆਂ ਦਾ ਇੱਕੋ ਜਿਹਾ ਧਰੁਵੀਕਰਨ ਹੁੰਦਾ ਹੈ, ਪਰ ਫਾਈਬਰ ਵਿੱਚ ਦੋ ਆਰਥੋਗੋਨਲ ਪੋਲਰਾਈਜ਼ੇਸ਼ਨ ਵਰਤੇ ਜਾਂਦੇ ਹਨ।

ਚਿੱਤਰ 3: ਮਲਟੀਪਲ ਪੋਲਰਾਈਜ਼ੇਸ਼ਨ ਸਪਲਿਟਰ।