ໂຟໂຕນິກຊິລິກອນອົງປະກອບແບບ passive
ມີອົງປະກອບ passive ທີ່ສຳຄັນຫຼາຍຢ່າງໃນ silicon photonics. ໜຶ່ງໃນນັ້ນແມ່ນຕົວເຊື່ອມຕໍ່ຕາຂ່າຍທີ່ປ່ອຍແສງພື້ນຜິວ, ດັ່ງທີ່ສະແດງຢູ່ໃນຮູບທີ 1A. ມັນປະກອບດ້ວຍຕາຂ່າຍທີ່ແຂງແຮງໃນ waveguide ເຊິ່ງມີໄລຍະເວລາປະມານເທົ່າກັບຄວາມຍາວຂອງຄື້ນແສງໃນ waveguide. ສິ່ງນີ້ຊ່ວຍໃຫ້ແສງຖືກປ່ອຍອອກມາ ຫຼື ຮັບໄດ້ໃນທິດທາງຕັ້ງສາກກັບພື້ນຜິວ, ເຮັດໃຫ້ມັນເໝາະສົມສຳລັບການວັດແທກລະດັບ wafer ແລະ/ຫຼື ການເຊື່ອມຕໍ່ກັບເສັ້ນໄຍ. ຕົວເຊື່ອມຕໍ່ຕາຂ່າຍແມ່ນເປັນເອກະລັກສະເພາະຂອງ silicon photonics ເພາະວ່າພວກມັນຕ້ອງການຄວາມຄົມຊັດຂອງດັດຊະນີແນວຕັ້ງສູງ. ຕົວຢ່າງ, ຖ້າທ່ານພະຍາຍາມເຮັດຕົວເຊື່ອມຕໍ່ຕາຂ່າຍໃນ waveguide InP ແບບດັ້ງເດີມ, ແສງຈະຮົ່ວໄຫຼເຂົ້າໄປໃນຊັ້ນວາງໂດຍກົງແທນທີ່ຈະຖືກປ່ອຍອອກມາໃນແນວຕັ້ງ ເພາະວ່າ waveguide ຕາຂ່າຍມີດັດຊະນີການຫັກເຫສະເລ່ຍຕ່ຳກວ່າຊັ້ນວາງ. ເພື່ອເຮັດໃຫ້ມັນເຮັດວຽກໃນ InP, ວັດສະດຸຕ້ອງຖືກຂຸດລົງໃຕ້ຕາຂ່າຍເພື່ອແຂວນມັນ, ດັ່ງທີ່ສະແດງຢູ່ໃນຮູບທີ 1B.
ຮູບທີ 1: ຕົວເຊື່ອມຕໍ່ຕາຂ່າຍໄຟຟ້າໜຶ່ງມິຕິທີ່ປ່ອຍແສງພື້ນຜິວໃນຊິລິກອນ (A) ແລະ InP (B). ໃນ (A), ສີເທົາ ແລະ ສີຟ້າອ່ອນເປັນຕົວແທນຂອງຊິລິກອນ ແລະ ຊິລິກາ ຕາມລຳດັບ. ໃນ (B), ສີແດງ ແລະ ສີສົ້ມເປັນຕົວແທນຂອງ InGaAsP ແລະ InP ຕາມລຳດັບ. ຮູບ (C) ແລະ (D) ແມ່ນຮູບພາບກ້ອງຈຸລະທັດອີເລັກຕຣອນສະແກນ (SEM) ຂອງຕົວເຊື່ອມຕໍ່ຕາຂ່າຍໄຟຟ້າຂາງ InP ທີ່ຫ້ອຍຢູ່.
ອົງປະກອບຫຼັກອີກອັນໜຶ່ງແມ່ນຕົວແປງຂະໜາດຈຸດ (SSC) ລະຫວ່າງຄື້ນນຳທາງແສງແລະເສັ້ນໄຍ, ເຊິ່ງປ່ຽນໂໝດປະມານ 0.5 × 1 μm2 ໃນຄື້ນນຳທາງຊິລິໂຄນໄປເປັນໂໝດປະມານ 10 × 10 μm2 ໃນເສັ້ນໄຍ. ວິທີການທົ່ວໄປແມ່ນການໃຊ້ໂຄງສ້າງທີ່ເອີ້ນວ່າ inverse taper, ເຊິ່ງຄື້ນນຳທາງຄ່ອຍໆແຄບລົງເປັນປາຍນ້ອຍໆ, ເຊິ່ງສົ່ງຜົນໃຫ້ມີການຂະຫຍາຍຕົວຢ່າງຫຼວງຫຼາຍຂອງອອບຕິກການແກ້ໄຂໂໝດ. ໂໝດນີ້ສາມາດຈັບໄດ້ໂດຍທໍ່ນຳຄື້ນແກ້ວທີ່ຫ້ອຍລົງ, ດັ່ງທີ່ສະແດງຢູ່ໃນຮູບທີ 2. ດ້ວຍ SSC ດັ່ງກ່າວ, ການສູນເສຍການເຊື່ອມຕໍ່ທີ່ໜ້ອຍກວ່າ 1.5dB ສາມາດບັນລຸໄດ້ງ່າຍ.
ຮູບທີ 2: ຕົວແປງຂະໜາດຮູບແບບສຳລັບທໍ່ນຳຄື້ນລວດຊິລິກອນ. ວັດສະດຸຊິລິກອນປະກອບເປັນໂຄງສ້າງຮູບຈວຍປີ້ນກັບກັນພາຍໃນທໍ່ນຳຄື້ນແກ້ວທີ່ໂຈະໄວ້. ຊັ້ນຮອງຊິລິກອນໄດ້ຖືກແກະສະຫຼັກໄວ້ພາຍໃຕ້ທໍ່ນຳຄື້ນແກ້ວທີ່ໂຈະໄວ້.
ອົງປະກອບ passive ທີ່ສຳຄັນແມ່ນຕົວແຍກລຳແສງໂພລາໄຣເຊຊັນ. ຕົວຢ່າງບາງຢ່າງຂອງຕົວແຍກໂພລາໄຣເຊຊັນແມ່ນສະແດງຢູ່ໃນຮູບທີ 3. ອັນທຳອິດແມ່ນເຄື່ອງວັດແທກຄວາມຖີ່ Mach-Zender (MZI), ບ່ອນທີ່ແຕ່ລະແຂນມີການສະທ້ອນສອງທິດທາງທີ່ແຕກຕ່າງກັນ. ອັນທີສອງແມ່ນຕົວເຊື່ອມຕໍ່ທິດທາງງ່າຍໆ. ການສະທ້ອນສອງທິດທາງຂອງທໍ່ນຳຄື້ນສາຍຊິລິໂຄນທົ່ວໄປແມ່ນສູງຫຼາຍ, ສະນັ້ນແສງໂພລາໄຣເຊຊັນແມ່ເຫຼັກທາງຂວາງ (TM) ສາມາດເຊື່ອມຕໍ່ໄດ້ຢ່າງສົມບູນ, ໃນຂະນະທີ່ແສງໂພລາໄຣເຊຊັນໄຟຟ້າທາງຂວາງ (TE) ສາມາດເກືອບບໍ່ໄດ້ເຊື່ອມຕໍ່. ອັນທີສາມແມ່ນຕົວເຊື່ອມຕໍ່ຕາຂ່າຍໄຟຟ້າ, ເຊິ່ງເສັ້ນໄຍຖືກວາງໄວ້ໃນມຸມເພື່ອໃຫ້ແສງໂພລາໄຣເຊຊັນ TE ຖືກເຊື່ອມຕໍ່ໃນທິດທາງໜຶ່ງ ແລະ ແສງໂພລາໄຣເຊຊັນ TM ຖືກເຊື່ອມຕໍ່ໃນອີກທິດທາງໜຶ່ງ. ອັນທີສີ່ແມ່ນຕົວເຊື່ອມຕໍ່ຕາຂ່າຍໄຟຟ້າສອງມິຕິ. ຮູບແບບເສັ້ນໄຍທີ່ມີສະໜາມໄຟຟ້າຕັ້ງສາກກັບທິດທາງຂອງການແຜ່ກະຈາຍຂອງທໍ່ນຳຄື້ນຖືກເຊື່ອມຕໍ່ກັບທໍ່ນຳຄື້ນທີ່ສອດຄ້ອງກັນ. ເສັ້ນໄຍສາມາດອຽງ ແລະ ເຊື່ອມຕໍ່ກັບທໍ່ນຳຄື້ນສອງອັນ, ຫຼື ຕັ້ງສາກກັບໜ້າດິນ ແລະ ເຊື່ອມຕໍ່ກັບທໍ່ນຳຄື້ນສີ່ອັນ. ຂໍ້ໄດ້ປຽບເພີ່ມເຕີມຂອງຕົວເຊື່ອມຕໍ່ຕາຂ່າຍສອງມິຕິແມ່ນພວກມັນເຮັດໜ້າທີ່ເປັນຕົວໝູນໂພລາໄລເຊຊັນ, ຊຶ່ງໝາຍຄວາມວ່າແສງທັງໝົດໃນຊິບມີໂພລາໄລເຊຊັນດຽວກັນ, ແຕ່ໂພລາໄລເຊຊັນມຸມສາກສອງອັນຖືກນຳໃຊ້ໃນເສັ້ນໄຍ.
ຮູບທີ 3: ຕົວແຍກໂພລາໄລເຊຊັນຫຼາຍອັນ.
ເວລາໂພສ: ວັນທີ 16 ກໍລະກົດ 2024