سلیکن فوٹوونکس غیر فعال اجزاء

سلیکون فوٹوونکسغیر فعال اجزاء

سلکان فوٹوونکس میں کئی کلیدی غیر فعال اجزاء ہیں۔ ان میں سے ایک سطح سے خارج ہونے والا گریٹنگ کپلر ہے، جیسا کہ شکل 1A میں دکھایا گیا ہے۔ یہ ویو گائیڈ میں ایک مضبوط جھنڈی پر مشتمل ہوتا ہے جس کی مدت ویو گائیڈ میں روشنی کی لہر کی طول موج کے تقریباً برابر ہوتی ہے۔ یہ روشنی کو خارج ہونے یا سطح پر کھڑے ہونے کی اجازت دیتا ہے، جو اسے ویفر کی سطح کی پیمائش اور/یا فائبر کے ساتھ جوڑنے کے لیے مثالی بناتا ہے۔ گریٹنگ کپلر سلیکون فوٹوونکس کے لیے کسی حد تک منفرد ہیں کیونکہ ان کے لیے اعلی عمودی انڈیکس کنٹراسٹ کی ضرورت ہوتی ہے۔ مثال کے طور پر، اگر آپ روایتی InP ویو گائیڈ میں گریٹنگ کپلر بنانے کی کوشش کرتے ہیں، تو روشنی عمودی طور پر خارج ہونے کے بجائے براہ راست سبسٹریٹ میں لیک ہوتی ہے کیونکہ گریٹنگ ویو گائیڈ میں سبسٹریٹ سے کم اوسط ریفریکٹیو انڈیکس ہوتا ہے۔ اسے InP میں کام کرنے کے لیے، مواد کو گریٹنگ کے نیچے کھودنا چاہیے تاکہ اسے معطل کیا جا سکے، جیسا کہ شکل 1B میں دکھایا گیا ہے۔

شکل 1: سلیکون (A) اور InP (B) میں سطح سے خارج ہونے والے ایک جہتی گریٹنگ کپلر۔ (A) میں، سرمئی اور ہلکا نیلا بالترتیب سلکان اور سلیکا کی نمائندگی کرتے ہیں۔ (B) میں، سرخ اور نارنجی بالترتیب InGaAsP اور InP کی نمائندگی کرتے ہیں۔ اعداد و شمار (C) اور (D) ایک InP معطل شدہ کینٹیلیور گریٹنگ کپلر کی الیکٹران مائکروسکوپ (SEM) تصاویر کو اسکین کر رہے ہیں۔

ایک اور اہم جز اسپاٹ سائز کنورٹر (SSC) کے درمیان ہے۔آپٹیکل ویو گائیڈاور فائبر، جو سلکان ویو گائیڈ میں تقریباً 0.5 × 1 μm2 کے موڈ کو فائبر میں تقریباً 10 × 10 μm2 کے موڈ میں تبدیل کرتا ہے۔ ایک عام نقطہ نظر ایک ڈھانچہ کا استعمال کرنا ہے جسے الٹا ٹیپر کہتے ہیں، جس میں ویو گائیڈ آہستہ آہستہ ایک چھوٹے سے سرے تک تنگ ہو جاتا ہے، جس کے نتیجے میں اس کی نمایاں توسیع ہوتی ہے۔نظریموڈ پیچ. اس موڈ کو معلق شیشے کی ویو گائیڈ کے ذریعے حاصل کیا جا سکتا ہے، جیسا کہ شکل 2 میں دکھایا گیا ہے۔ اس طرح کے SSC کے ساتھ، 1.5dB سے کم جوڑے کے نقصان کو آسانی سے حاصل کیا جا سکتا ہے۔

شکل 2: سلکان وائر ویو گائیڈز کے لیے پیٹرن سائز کنورٹر۔ سلیکون مواد معلق شیشے کی ویو گائیڈ کے اندر ایک الٹا مخروطی ڈھانچہ بناتا ہے۔ سلیکون سبسٹریٹ کو معلق شیشے کی ویو گائیڈ کے نیچے کھینچ دیا گیا ہے۔

کلیدی غیر فعال جزو پولرائزیشن بیم سپلٹر ہے۔ پولرائزیشن سپلٹرز کی کچھ مثالیں شکل 3 میں دکھائی گئی ہیں۔ پہلا ایک Mach-Zender انٹرفیرومیٹر (MZI) ہے، جہاں ہر بازو کی ایک مختلف بائرفرنجنس ہوتی ہے۔ دوسرا ایک سادہ دشاتمک کپلر ہے۔ ایک عام سیلیکون وائر ویو گائیڈ کی شکل کی بائرفرنجنس بہت زیادہ ہوتی ہے، اس لیے ٹرانسورس میگنیٹک (TM) پولرائزڈ لائٹ کو مکمل طور پر جوڑا جا سکتا ہے، جب کہ ٹرانسورس الیکٹریکل (TE) پولرائزڈ لائٹ تقریباً بے جوڑ ہو سکتی ہے۔ تیسرا ایک گریٹنگ کپلر ہے، جس میں فائبر کو ایک زاویہ پر رکھا جاتا ہے تاکہ TE پولرائزڈ لائٹ ایک سمت میں اور TM پولرائزڈ لائٹ کو دوسری سمت میں جوڑا جائے۔ چوتھا ایک دو جہتی گریٹنگ کپلر ہے۔ فائبر موڈز جن کے الیکٹرک فیلڈز ویو گائیڈ کے پھیلاؤ کی سمت کے لیے کھڑے ہیں اسی ویو گائیڈ کے ساتھ جوڑے جاتے ہیں۔ فائبر کو جھکا کر دو ویو گائیڈز کے ساتھ جوڑا جا سکتا ہے، یا سطح پر کھڑا ہو کر چار ویو گائیڈز سے جوڑا جا سکتا ہے۔ دو جہتی گریٹنگ کپلرز کا ایک اضافی فائدہ یہ ہے کہ وہ پولرائزیشن روٹیٹرز کے طور پر کام کرتے ہیں، یعنی چپ پر موجود تمام روشنی کا پولرائزیشن ایک جیسا ہوتا ہے، لیکن فائبر میں دو آرتھوگونل پولرائزیشن استعمال ہوتی ہے۔

شکل 3: ایک سے زیادہ پولرائزیشن سپلٹرز۔