ಸಿಲಿಕಾನ್ ಫೋಟೊನಿಕ್ಸ್ ನಿಷ್ಕ್ರಿಯ ಘಟಕಗಳು

ಸಿಲಿಕಾನ್ ಫೋಟೊನಿಕ್ಸ್ನಿಷ್ಕ್ರಿಯ ಘಟಕಗಳು

ಸಿಲಿಕಾನ್ ಫೋಟೊನಿಕ್ಸ್‌ನಲ್ಲಿ ಹಲವಾರು ಪ್ರಮುಖ ನಿಷ್ಕ್ರಿಯ ಘಟಕಗಳಿವೆ. ಚಿತ್ರ 1A ರಲ್ಲಿ ತೋರಿಸಿರುವಂತೆ ಇವುಗಳಲ್ಲಿ ಒಂದು ಮೇಲ್ಮೈ-ಹೊರಸೂಸುವ ಗ್ರ್ಯಾಟಿಂಗ್ ಸಂಯೋಜಕವಾಗಿದೆ. ಇದು ವೇವ್‌ಗೈಡ್‌ನಲ್ಲಿ ಬಲವಾದ ಗ್ರ್ಯಾಟಿಂಗ್ ಅನ್ನು ಒಳಗೊಂಡಿರುತ್ತದೆ, ಇದರ ಅವಧಿಯು ತರಂಗ ಮಾರ್ಗದರ್ಶಿಯಲ್ಲಿನ ಬೆಳಕಿನ ತರಂಗದ ತರಂಗಾಂತರಕ್ಕೆ ಸರಿಸುಮಾರು ಸಮಾನವಾಗಿರುತ್ತದೆ. ಇದು ಬೆಳಕನ್ನು ಹೊರಸೂಸಲು ಅಥವಾ ಮೇಲ್ಮೈಗೆ ಲಂಬವಾಗಿ ಸ್ವೀಕರಿಸಲು ಅನುವು ಮಾಡಿಕೊಡುತ್ತದೆ, ಇದು ವೇಫರ್-ಮಟ್ಟದ ಅಳತೆಗಳಿಗೆ ಮತ್ತು/ಅಥವಾ ಫೈಬರ್‌ಗೆ ಜೋಡಿಸಲು ಸೂಕ್ತವಾಗಿದೆ. ಗ್ರ್ಯಾಟಿಂಗ್ ಸಂಯೋಜಕಗಳು ಸಿಲಿಕಾನ್ ಫೋಟೊನಿಕ್ಸ್‌ಗೆ ಸ್ವಲ್ಪ ವಿಶಿಷ್ಟವಾಗಿದ್ದು ಅವುಗಳಿಗೆ ಹೆಚ್ಚಿನ ಲಂಬ ಸೂಚ್ಯಂಕ ವ್ಯತಿರಿಕ್ತತೆಯ ಅಗತ್ಯವಿರುತ್ತದೆ. ಉದಾಹರಣೆಗೆ, ನೀವು ಸಾಂಪ್ರದಾಯಿಕ InP ವೇವ್‌ಗೈಡ್‌ನಲ್ಲಿ ಗ್ರ್ಯಾಟಿಂಗ್ ಸಂಯೋಜಕವನ್ನು ಮಾಡಲು ಪ್ರಯತ್ನಿಸಿದರೆ, ಗ್ರ್ಯಾಟಿಂಗ್ ವೇವ್‌ಗೈಡ್ ತಲಾಧಾರಕ್ಕಿಂತ ಕಡಿಮೆ ಸರಾಸರಿ ವಕ್ರೀಕಾರಕ ಸೂಚಿಯನ್ನು ಹೊಂದಿರುವುದರಿಂದ ಲಂಬವಾಗಿ ಹೊರಸೂಸುವ ಬದಲು ನೇರವಾಗಿ ತಲಾಧಾರಕ್ಕೆ ಸೋರಿಕೆಯಾಗುತ್ತದೆ. ಇದನ್ನು InP ಯಲ್ಲಿ ಕೆಲಸ ಮಾಡಲು, ಚಿತ್ರ 1B ನಲ್ಲಿ ತೋರಿಸಿರುವಂತೆ, ಅದನ್ನು ಅಮಾನತುಗೊಳಿಸಲು ಗ್ರ್ಯಾಟಿಂಗ್‌ನ ಕೆಳಗೆ ವಸ್ತುವನ್ನು ಉತ್ಖನನ ಮಾಡಬೇಕು.

ಚಿತ್ರ 1: ಸಿಲಿಕಾನ್ (A) ಮತ್ತು InP (B) ನಲ್ಲಿ ಮೇಲ್ಮೈ-ಹೊರಸೂಸುವ ಒಂದು ಆಯಾಮದ ಗ್ರ್ಯಾಟಿಂಗ್ ಸಂಯೋಜಕಗಳು. (A) ನಲ್ಲಿ, ಬೂದು ಮತ್ತು ತಿಳಿ ನೀಲಿ ಕ್ರಮವಾಗಿ ಸಿಲಿಕಾನ್ ಮತ್ತು ಸಿಲಿಕಾವನ್ನು ಪ್ರತಿನಿಧಿಸುತ್ತವೆ. (B) ನಲ್ಲಿ, ಕೆಂಪು ಮತ್ತು ಕಿತ್ತಳೆ ಕ್ರಮವಾಗಿ InGaAsP ಮತ್ತು InP ಅನ್ನು ಪ್ರತಿನಿಧಿಸುತ್ತವೆ. ಅಂಕಿಅಂಶಗಳು (C) ಮತ್ತು (D) ಎಲೆಕ್ಟ್ರಾನ್ ಮೈಕ್ರೋಸ್ಕೋಪ್ (SEM) ಚಿತ್ರಗಳನ್ನು ಸ್ಕ್ಯಾನ್ ಮಾಡುತ್ತಿವೆ InP ಅಮಾನತುಗೊಳಿಸಲಾದ ಕ್ಯಾಂಟಿಲಿವರ್ ಗ್ರ್ಯಾಟಿಂಗ್ ಸಂಯೋಜಕ.

ಮತ್ತೊಂದು ಪ್ರಮುಖ ಅಂಶವೆಂದರೆ ಸ್ಪಾಟ್-ಸೈಜ್ ಪರಿವರ್ತಕ (SSC) ನಡುವೆಆಪ್ಟಿಕಲ್ ತರಂಗ ಮಾರ್ಗದರ್ಶಿಮತ್ತು ಫೈಬರ್, ಇದು ಸಿಲಿಕಾನ್ ವೇವ್‌ಗೈಡ್‌ನಲ್ಲಿ ಸುಮಾರು 0.5 × 1 μm2 ಮೋಡ್ ಅನ್ನು ಫೈಬರ್‌ನಲ್ಲಿ ಸುಮಾರು 10 × 10 μm2 ಮೋಡ್‌ಗೆ ಪರಿವರ್ತಿಸುತ್ತದೆ. ವಿಲೋಮ ಟೇಪರ್ ಎಂಬ ರಚನೆಯನ್ನು ಬಳಸುವುದು ಒಂದು ವಿಶಿಷ್ಟವಾದ ವಿಧಾನವಾಗಿದೆ, ಇದರಲ್ಲಿ ವೇವ್‌ಗೈಡ್ ಕ್ರಮೇಣ ಸಣ್ಣ ತುದಿಗೆ ಕಿರಿದಾಗುತ್ತದೆ, ಇದು ಗಮನಾರ್ಹವಾದ ವಿಸ್ತರಣೆಗೆ ಕಾರಣವಾಗುತ್ತದೆ.ಆಪ್ಟಿಕಲ್ಮೋಡ್ ಪ್ಯಾಚ್. ಚಿತ್ರ 2 ರಲ್ಲಿ ತೋರಿಸಿರುವಂತೆ ಈ ಮೋಡ್ ಅನ್ನು ಅಮಾನತುಗೊಳಿಸಿದ ಗಾಜಿನ ತರಂಗ ಮಾರ್ಗದರ್ಶಿಯಿಂದ ಸೆರೆಹಿಡಿಯಬಹುದು.

ಚಿತ್ರ 2: ಸಿಲಿಕಾನ್ ವೈರ್ ವೇವ್‌ಗೈಡ್‌ಗಳಿಗಾಗಿ ಪ್ಯಾಟರ್ನ್ ಗಾತ್ರದ ಪರಿವರ್ತಕ. ಸಿಲಿಕಾನ್ ವಸ್ತುವು ಅಮಾನತುಗೊಳಿಸಿದ ಗಾಜಿನ ತರಂಗ ಮಾರ್ಗದೊಳಗೆ ವಿಲೋಮ ಶಂಕುವಿನಾಕಾರದ ರಚನೆಯನ್ನು ರೂಪಿಸುತ್ತದೆ. ಅಮಾನತುಗೊಳಿಸಿದ ಗಾಜಿನ ವೇವ್‌ಗೈಡ್‌ನ ಕೆಳಗೆ ಸಿಲಿಕಾನ್ ತಲಾಧಾರವನ್ನು ಕೆತ್ತಲಾಗಿದೆ.

ಪ್ರಮುಖ ನಿಷ್ಕ್ರಿಯ ಅಂಶವೆಂದರೆ ಧ್ರುವೀಕರಣ ಕಿರಣದ ಸ್ಪ್ಲಿಟರ್. ಧ್ರುವೀಕರಣ ಸ್ಪ್ಲಿಟರ್‌ಗಳ ಕೆಲವು ಉದಾಹರಣೆಗಳನ್ನು ಚಿತ್ರ 3 ರಲ್ಲಿ ತೋರಿಸಲಾಗಿದೆ. ಮೊದಲನೆಯದು ಮ್ಯಾಕ್-ಝೆಂಡರ್ ಇಂಟರ್‌ಫೆರೋಮೀಟರ್ (MZI), ಅಲ್ಲಿ ಪ್ರತಿ ತೋಳು ವಿಭಿನ್ನ ಬೈರ್‌ಫ್ರಿಂಜೆನ್ಸ್ ಅನ್ನು ಹೊಂದಿರುತ್ತದೆ. ಎರಡನೆಯದು ಸರಳವಾದ ದಿಕ್ಕಿನ ಸಂಯೋಜಕವಾಗಿದೆ. ವಿಶಿಷ್ಟವಾದ ಸಿಲಿಕಾನ್ ವೈರ್ ವೇವ್‌ಗೈಡ್‌ನ ಆಕಾರದ ಬೈರ್‌ಫ್ರಿಂಗನ್ಸ್ ತುಂಬಾ ಹೆಚ್ಚಾಗಿರುತ್ತದೆ, ಆದ್ದರಿಂದ ಟ್ರಾನ್ಸ್‌ವರ್ಸ್ ಮ್ಯಾಗ್ನೆಟಿಕ್ (ಟಿಎಮ್) ಧ್ರುವೀಕೃತ ಬೆಳಕನ್ನು ಸಂಪೂರ್ಣವಾಗಿ ಜೋಡಿಸಬಹುದು, ಆದರೆ ಟ್ರಾನ್ಸ್‌ವರ್ಸ್ ಎಲೆಕ್ಟ್ರಿಕಲ್ (ಟಿಇ) ಧ್ರುವೀಕೃತ ಬೆಳಕನ್ನು ಬಹುತೇಕ ಬೇರ್ಪಡಿಸಬಹುದು. ಮೂರನೆಯದು ಗ್ರ್ಯಾಟಿಂಗ್ ಸಂಯೋಜಕವಾಗಿದೆ, ಇದರಲ್ಲಿ ಫೈಬರ್ ಅನ್ನು ಕೋನದಲ್ಲಿ ಇರಿಸಲಾಗುತ್ತದೆ ಇದರಿಂದ TE ಧ್ರುವೀಕೃತ ಬೆಳಕನ್ನು ಒಂದು ದಿಕ್ಕಿನಲ್ಲಿ ಜೋಡಿಸಲಾಗುತ್ತದೆ ಮತ್ತು TM ಧ್ರುವೀಕೃತ ಬೆಳಕನ್ನು ಇನ್ನೊಂದು ದಿಕ್ಕಿನಲ್ಲಿ ಜೋಡಿಸಲಾಗುತ್ತದೆ. ನಾಲ್ಕನೆಯದು ಎರಡು ಆಯಾಮದ ಗ್ರ್ಯಾಟಿಂಗ್ ಸಂಯೋಜಕವಾಗಿದೆ. ವೇವ್‌ಗೈಡ್ ಪ್ರಸರಣದ ದಿಕ್ಕಿಗೆ ಲಂಬವಾಗಿರುವ ವಿದ್ಯುತ್ ಕ್ಷೇತ್ರಗಳ ಫೈಬರ್ ಮೋಡ್‌ಗಳನ್ನು ಅನುಗುಣವಾದ ವೇವ್‌ಗೈಡ್‌ಗೆ ಜೋಡಿಸಲಾಗುತ್ತದೆ. ಫೈಬರ್ ಅನ್ನು ಓರೆಯಾಗಿಸಬಹುದು ಮತ್ತು ಎರಡು ವೇವ್‌ಗೈಡ್‌ಗಳಿಗೆ ಜೋಡಿಸಬಹುದು, ಅಥವಾ ಮೇಲ್ಮೈಗೆ ಲಂಬವಾಗಿ ಮತ್ತು ನಾಲ್ಕು ವೇವ್‌ಗೈಡ್‌ಗಳಿಗೆ ಜೋಡಿಸಬಹುದು. ಎರಡು ಆಯಾಮದ ಗ್ರ್ಯಾಟಿಂಗ್ ಸಂಯೋಜಕಗಳ ಹೆಚ್ಚುವರಿ ಪ್ರಯೋಜನವೆಂದರೆ ಅವು ಧ್ರುವೀಕರಣದ ಆವರ್ತಕಗಳಾಗಿ ಕಾರ್ಯನಿರ್ವಹಿಸುತ್ತವೆ, ಅಂದರೆ ಚಿಪ್‌ನಲ್ಲಿನ ಎಲ್ಲಾ ಬೆಳಕು ಒಂದೇ ಧ್ರುವೀಕರಣವನ್ನು ಹೊಂದಿರುತ್ತದೆ, ಆದರೆ ಫೈಬರ್‌ನಲ್ಲಿ ಎರಡು ಆರ್ಥೋಗೋನಲ್ ಧ್ರುವೀಕರಣಗಳನ್ನು ಬಳಸಲಾಗುತ್ತದೆ.

ಚಿತ್ರ 3: ಬಹು ಧ್ರುವೀಕರಣ ಸ್ಪ್ಲಿಟರ್‌ಗಳು.