ಸಿಲಿಕಾನ್ ಫೋಟೊನಿಕ್ಸ್ ನಿಷ್ಕ್ರಿಯ ಘಟಕಗಳು

ಸಿಲಿಕಾನ್ ಫೋಟಾನಿಕ್ಸ್ನಿಷ್ಕ್ರಿಯ ಅಂಶಗಳು

ಸಿಲಿಕಾನ್ ಫೋಟೊನಿಕ್ಸ್‌ನಲ್ಲಿ ಹಲವಾರು ಪ್ರಮುಖ ನಿಷ್ಕ್ರಿಯ ಅಂಶಗಳಿವೆ. ಚಿತ್ರ 1 ಎ ಯಲ್ಲಿ ತೋರಿಸಿರುವಂತೆ ಇವುಗಳಲ್ಲಿ ಒಂದು ಮೇಲ್ಮೈ-ಹೊರಸೂಸುವ ತುರಿಯುವ ಕೋಪ್ಲರ್ ಆಗಿದೆ. ಇದು ತರಂಗ ಮಾರ್ಗದಲ್ಲಿ ಬಲವಾದ ತುರಿಯುವಿಕೆಯನ್ನು ಹೊಂದಿರುತ್ತದೆ, ಇದರ ಅವಧಿಯು ತರಂಗ ಮಾರ್ಗದಲ್ಲಿನ ಬೆಳಕಿನ ತರಂಗದ ತರಂಗಾಂತರಕ್ಕೆ ಸರಿಸುಮಾರು ಸಮಾನವಾಗಿರುತ್ತದೆ. ಇದು ಬೆಳಕನ್ನು ಹೊರಸೂಸಲು ಅಥವಾ ಮೇಲ್ಮೈಗೆ ಲಂಬವಾಗಿ ಸ್ವೀಕರಿಸಲು ಅನುವು ಮಾಡಿಕೊಡುತ್ತದೆ, ಇದು ವೇಫರ್-ಮಟ್ಟದ ಅಳತೆಗಳು ಮತ್ತು/ಅಥವಾ ಫೈಬರ್‌ಗೆ ಜೋಡಿಸಲು ಸೂಕ್ತವಾಗಿದೆ. ಗ್ರ್ಯಾಟಿಂಗ್ ಕಪ್ಲರ್‌ಗಳು ಸಿಲಿಕಾನ್ ಫೋಟೊನಿಕ್ಸ್‌ಗೆ ಸ್ವಲ್ಪ ವಿಶಿಷ್ಟವಾಗಿದ್ದು, ಅವುಗಳಿಗೆ ಹೆಚ್ಚಿನ ಲಂಬ ಸೂಚ್ಯಂಕ ಕಾಂಟ್ರಾಸ್ಟ್ ಅಗತ್ಯವಿರುತ್ತದೆ. ಉದಾಹರಣೆಗೆ, ನೀವು ಸಾಂಪ್ರದಾಯಿಕ ಐಎನ್‌ಪಿ ವೇವ್‌ಗೈಡ್‌ನಲ್ಲಿ ಗ್ರ್ಯಾಟಿಂಗ್ ಕೋಪ್ಲರ್ ಮಾಡಲು ಪ್ರಯತ್ನಿಸಿದರೆ, ಬೆಳಕು ನೇರವಾಗಿ ಲಂಬವಾಗಿ ಹೊರಸೂಸುವ ಬದಲು ತಲಾಧಾರಕ್ಕೆ ಸೋರಿಕೆಯಾಗುತ್ತದೆ ಏಕೆಂದರೆ ತುರಿಯುವ ತರಂಗ ಮಾರ್ಗವು ತಲಾಧಾರಕ್ಕಿಂತ ಕಡಿಮೆ ಸರಾಸರಿ ವಕ್ರೀಕಾರಕ ಸೂಚಿಯನ್ನು ಹೊಂದಿರುತ್ತದೆ. ಐಎನ್‌ಪಿಯಲ್ಲಿ ಇದನ್ನು ಕೆಲಸ ಮಾಡಲು, ಚಿತ್ರ 1 ಬಿ ಯಲ್ಲಿ ತೋರಿಸಿರುವಂತೆ ಅದನ್ನು ಅಮಾನತುಗೊಳಿಸಲು ವಸ್ತುಗಳನ್ನು ತುರಿಯುವ ಕೆಳಗೆ ಉತ್ಖನನ ಮಾಡಬೇಕು.

ಚಿತ್ರ 1: ಸಿಲಿಕಾನ್ (ಎ) ಮತ್ತು ಐಎನ್‌ಪಿ (ಬಿ) ನಲ್ಲಿ ಮೇಲ್ಮೈ-ಹೊರಸೂಸುವ ಒಂದು ಆಯಾಮದ ಗ್ರ್ಯಾಟಿಂಗ್ ಕಪ್ಲರ್‌ಗಳು. (ಎ) ನಲ್ಲಿ, ಬೂದು ಮತ್ತು ತಿಳಿ ನೀಲಿ ಕ್ರಮವಾಗಿ ಸಿಲಿಕಾನ್ ಮತ್ತು ಸಿಲಿಕಾವನ್ನು ಪ್ರತಿನಿಧಿಸುತ್ತವೆ. (ಬಿ) ನಲ್ಲಿ, ಕೆಂಪು ಮತ್ತು ಕಿತ್ತಳೆ ಕ್ರಮವಾಗಿ ಇಂಗಾಸ್ ಮತ್ತು ಐಎನ್‌ಪಿಯನ್ನು ಪ್ರತಿನಿಧಿಸುತ್ತವೆ. ಅಂಕಿಅಂಶಗಳು (ಸಿ) ಮತ್ತು (ಡಿ) ಐಎನ್‌ಪಿ ಅಮಾನತುಗೊಂಡ ಕ್ಯಾಂಟಿಲಿವರ್ ಗ್ರ್ಯಾಟಿಂಗ್ ಕೋಪ್ಲರ್‌ನ ಎಲೆಕ್ಟ್ರಾನ್ ಮೈಕ್ರೋಸ್ಕೋಪ್ (ಎಸ್‌ಇಎಂ) ಚಿತ್ರಗಳನ್ನು ಸ್ಕ್ಯಾನ್ ಮಾಡುತ್ತಿವೆ.

ಮತ್ತೊಂದು ಪ್ರಮುಖ ಅಂಶವೆಂದರೆ ಸ್ಪಾಟ್-ಗಾತ್ರದ ಪರಿವರ್ತಕ (ಎಸ್‌ಎಸ್‌ಸಿ) ನಡುವೆದೃಗ್ಮೇವಾದ ತರಂಗ ಮಾರ್ಗಮತ್ತು ಫೈಬರ್, ಇದು ಸಿಲಿಕಾನ್ ವೇವ್‌ಗೈಡ್‌ನಲ್ಲಿ ಸುಮಾರು 0.5 × 1 μm2 ಕ್ರಮವನ್ನು ಫೈಬರ್‌ನಲ್ಲಿ ಸುಮಾರು 10 × 10 μm2 ಕ್ರಮಕ್ಕೆ ಪರಿವರ್ತಿಸುತ್ತದೆ. ಒಂದು ವಿಶಿಷ್ಟ ವಿಧಾನವೆಂದರೆ ವಿಲೋಮ ಟೇಪರ್ ಎಂಬ ರಚನೆಯನ್ನು ಬಳಸುವುದು, ಇದರಲ್ಲಿ ವೇವ್‌ಗೈಡ್ ಕ್ರಮೇಣ ಸಣ್ಣ ತುದಿಗೆ ಸಂಕುಚಿತಗೊಳ್ಳುತ್ತದೆ, ಇದು ಗಮನಾರ್ಹ ವಿಸ್ತರಣೆಗೆ ಕಾರಣವಾಗುತ್ತದೆದೃಷ್ಟಿತ್ವಮೋಡ್ ಪ್ಯಾಚ್. ಚಿತ್ರ 2 ರಲ್ಲಿ ತೋರಿಸಿರುವಂತೆ ಈ ಮೋಡ್ ಅನ್ನು ಅಮಾನತುಗೊಂಡ ಗಾಜಿನ ತರಂಗ ಮಾರ್ಗದ ಮೂಲಕ ಸೆರೆಹಿಡಿಯಬಹುದು. ಅಂತಹ ಎಸ್‌ಎಸ್‌ಸಿ ಯೊಂದಿಗೆ, 1.5 ಡಿಬಿಗಿಂತ ಕಡಿಮೆ ಜೋಡಣೆ ನಷ್ಟವನ್ನು ಸುಲಭವಾಗಿ ಸಾಧಿಸಬಹುದು.

ಚಿತ್ರ 2: ಸಿಲಿಕಾನ್ ವೈರ್ ವೇವ್‌ಗೈಡ್‌ಗಳಿಗಾಗಿ ಪ್ಯಾಟರ್ನ್ ಗಾತ್ರ ಪರಿವರ್ತಕ. ಸಿಲಿಕಾನ್ ವಸ್ತುವು ಅಮಾನತುಗೊಂಡ ಗಾಜಿನ ತರಂಗ ಮಾರ್ಗದೊಳಗೆ ವಿಲೋಮ ಶಂಕುವಿನಾಕಾರದ ರಚನೆಯನ್ನು ರೂಪಿಸುತ್ತದೆ. ಸಿಲಿಕಾನ್ ತಲಾಧಾರವನ್ನು ಅಮಾನತುಗೊಂಡ ಗಾಜಿನ ತರಂಗ ಮಾರ್ಗದ ಕೆಳಗೆ ಕೆತ್ತಲಾಗಿದೆ.

ಪ್ರಮುಖ ನಿಷ್ಕ್ರಿಯ ಅಂಶವೆಂದರೆ ಧ್ರುವೀಕರಣ ಕಿರಣದ ಸ್ಪ್ಲಿಟರ್. ಧ್ರುವೀಕರಣ ವಿಭಜಕಗಳ ಕೆಲವು ಉದಾಹರಣೆಗಳನ್ನು ಚಿತ್ರ 3 ರಲ್ಲಿ ತೋರಿಸಲಾಗಿದೆ. ಮೊದಲನೆಯದು ಮ್ಯಾಕ್- inder ೇಂಡರ್ ಇಂಟರ್ಫೆರೋಮೀಟರ್ (MZI), ಅಲ್ಲಿ ಪ್ರತಿ ತೋಳು ವಿಭಿನ್ನ ಬೈರ್‌ಫ್ರಿಂಗನ್ಸ್ ಅನ್ನು ಹೊಂದಿರುತ್ತದೆ. ಎರಡನೆಯದು ಸರಳ ದಿಕ್ಕಿನ ಕೋಪ್ಲರ್. ಒಂದು ವಿಶಿಷ್ಟವಾದ ಸಿಲಿಕಾನ್ ವೈರ್ ವೇವ್‌ಗೈಡ್‌ನ ಆಕಾರದ ಬೈರ್‌ಫ್ರಿಂಗನ್ಸ್ ತುಂಬಾ ಹೆಚ್ಚಾಗಿದೆ, ಆದ್ದರಿಂದ ಟ್ರಾನ್ಸ್ವರ್ಸ್ ಮ್ಯಾಗ್ನೆಟಿಕ್ (ಟಿಎಂ) ಧ್ರುವೀಕರಿಸಿದ ಬೆಳಕನ್ನು ಸಂಪೂರ್ಣವಾಗಿ ಜೋಡಿಸಬಹುದು, ಆದರೆ ಟ್ರಾನ್ಸ್‌ವರ್ಸ್ ವಿದ್ಯುತ್ (ಟಿಇ) ಧ್ರುವೀಕರಿಸಿದ ಬೆಳಕನ್ನು ಬಹುತೇಕ ಬಿಚ್ಚಿಡಬಹುದು. ಮೂರನೆಯದು ಒಂದು ತುರಿಯುವ ಕೋಪ್ಲರ್ ಆಗಿದೆ, ಇದರಲ್ಲಿ ಫೈಬರ್ ಅನ್ನು ಕೋನದಲ್ಲಿ ಇರಿಸಲಾಗುತ್ತದೆ, ಇದರಿಂದಾಗಿ ಟೆ ಧ್ರುವೀಕರಿಸಿದ ಬೆಳಕನ್ನು ಒಂದು ದಿಕ್ಕಿನಲ್ಲಿ ಜೋಡಿಸಲಾಗುತ್ತದೆ ಮತ್ತು ಟಿಎಂ ಧ್ರುವೀಕರಿಸಿದ ಬೆಳಕನ್ನು ಇನ್ನೊಂದರಲ್ಲಿ ಜೋಡಿಸಲಾಗುತ್ತದೆ. ನಾಲ್ಕನೆಯದು ಎರಡು ಆಯಾಮದ ಗ್ರ್ಯಾಟಿಂಗ್ ಕಪ್ಲರ್ ಆಗಿದೆ. ತರಂಗ ಮಾರ್ಗ ಪ್ರಸರಣದ ದಿಕ್ಕಿಗೆ ಲಂಬವಾಗಿರುವ ವಿದ್ಯುತ್ ಕ್ಷೇತ್ರಗಳು ಫೈಬರ್ ಮೋಡ್‌ಗಳನ್ನು ಅನುಗುಣವಾದ ತರಂಗ ಮಾರ್ಗಕ್ಕೆ ಸೇರಿಕೊಳ್ಳುತ್ತವೆ. ಫೈಬರ್ ಅನ್ನು ಓರೆಯಾಗಿಸಬಹುದು ಮತ್ತು ಎರಡು ತರಂಗ ಮಾರ್ಗಗಳಿಗೆ ಜೋಡಿಸಬಹುದು, ಅಥವಾ ಮೇಲ್ಮೈಗೆ ಲಂಬವಾಗಿ ಮತ್ತು ನಾಲ್ಕು ತರಂಗ ಮಾರ್ಗಗಳಿಗೆ ಸೇರಬಹುದು. ಎರಡು ಆಯಾಮದ ಗ್ರ್ಯಾಟಿಂಗ್ ಕಪ್ಲರ್‌ಗಳ ಹೆಚ್ಚುವರಿ ಪ್ರಯೋಜನವೆಂದರೆ ಅವು ಧ್ರುವೀಕರಣ ಆವರ್ತಕಗಳಾಗಿ ಕಾರ್ಯನಿರ್ವಹಿಸುತ್ತವೆ, ಅಂದರೆ ಚಿಪ್‌ನಲ್ಲಿನ ಎಲ್ಲಾ ಬೆಳಕು ಒಂದೇ ಧ್ರುವೀಕರಣವನ್ನು ಹೊಂದಿದೆ, ಆದರೆ ಫೈಬರ್‌ನಲ್ಲಿ ಎರಡು ಆರ್ಥೋಗೋನಲ್ ಧ್ರುವೀಕರಣಗಳನ್ನು ಬಳಸಲಾಗುತ್ತದೆ.

ಚಿತ್ರ 3: ಬಹು ಧ್ರುವೀಕರಣ ವಿಭಜಕಗಳು.