1. Karatteristiċi ta 'trasmissjoni ta' gwidi tal-mewġ dritti
Gwidi tal-mewġ drittihuma forma sempliċi ta 'gwidi tal-mewġ ottiċi, ġeneralment użati biex jittrasmettu sinjali ottiċi. Il-karatteristiċi ta 'trasmissjoni tiegħu huma riflessi prinċipalment fil-karatteristiċi tal-propagazzjoni u t-telf tal-modalità. Fil-fotonika bbażata fuq is-silikon, it-telf ta 'trasmissjoni ta' gwidi tal-mewġ dritti jinkludi prinċipalment telf ta 'nuqqas ta' qbil fil-mod, telf ta 'tifrix intern, u telf ta' tifrix tal-wiċċ. Il-ġenerazzjoni ta 'dan it-telf hija relatata mill-qrib mal-istruttura ġeometrika tal-mewġ, il-proprjetajiet materjali, u l-ambjent estern.
Mod li ma jaqbilx loss: It-telf ta 'nuqqas ta' qbil tal-mod ta 'Waveguide drittaPrinċipalment iseħħ fil-liwja tal-waveguide jew il-konnessjoni ma 'gwidi tal-mewġ oħra. Dan it-telf joriġina mill-akkoppjar tal-enerġija bejn modi differenti ta 'gwida tal-mewġ, li jirriżulta fit-trasmissjoni ineffettiva ta' parti mill-enerġija ħafifa.
Telf ta 'tifrix intern: It-telf ta 'tifrix intern huwa kkawżat mill-inomogeneità (bħal difetti jew impuritajiet) ġewwa l-materjal tal-waveguide. Dan it-telf inaqqas l-effiċjenza tat-trasmissjoni tal-gwida tal-mewġ u jaffettwa l-kwalità tas-sinjal ottiku.
Telf ta 'tifrix tal-wiċċ: It-telf tat-tifrix tal-wiċċ huwa kkawżat mill-ħruxija jew il-kontaminazzjoni tal-wiċċ tal-mewġ. Dan it-telf jikkawża li s-sinjal ottiku jinfirex waqt il-propagazzjoni, u b'hekk tnaqqas l-effiċjenza tat-trasmissjoni.
2. Analiżi tat-telf ta 'gwidi tal-mewġ dritti
Analiżi tat-telf ta 'gwidi tal-mewġ drittihija parti importanti mid-disinn tal-ottimizzazzjoni. Skond ir-riċerka eżistenti, it-telf ta 'trasmissjoni ta' gwidi tal-mewġ dritti ġej prinċipalment mill-aspetti li ġejjin:
Nuqqas ta 'Indiċi ta' Refrattiv: Meta aWaveguide drittahuwa konness ma 'gwida tal-mewġ mgħawġa jew struttura oħra, in-nuqqas ta' qbil ta 'indiċi ta' rifrazzjoni jikkawża parti mill-enerġija ħafifa biex tnixxi għas-sottostrat jew direzzjonijiet oħra, u b'hekk iżżid it-telf.
Telf ta 'radjazzjoni: It-telf tar-radjazzjoni ta 'Waveguide drittaPrinċipalment iseħħ fiż-żona tat-tarf tal-waveguide. Speċjalment meta l-wisa 'tal-waveguide hija kbira jew ir-raġġ tal-kurvatura huwa żgħir, it-telf ta' radjazzjoni jiżdied b'mod sinifikanti.
Tmiem il-wiċċ riflessjoni: It-tmiem tal-wiċċ riflessjoni ta 'Waveguide drittaSe taffettwa l-integrità tas-sinjal ottiku, speċjalment f'materjali ta 'riflettività għolja, fejn ir-riflessjoni tal-wiċċ tat-tarf tista' tikkawża telf kbir ta 'enerġija.
Telf ta 'konverżjoni tal-mod: F'xi każijiet, aWaveguide drittaJeħtieġ li jkun imqabbad ma 'strutturi oħra ta' waveguide (bħal gwida tal-mewġ mgħawġa), u din il-konnessjoni tikkawża telf ta 'konverżjoni tal-mod. It-telf ta 'konverżjoni tal-mod huwa relatat mill-qrib mal-parametri ġeometriċi tal-waveguide (bħar-raġġ tal-liwi).
3. Metodi ta 'Ottimizzazzjoni għal Telf ta' Gwida tal-Waveg
Biex tnaqqas it-telf ta 'trasmissjoni ta'Waveguide dritta, ir-riċerkaturi pproponew varjetà ta 'metodi ta' ottimizzazzjoni:
Titjib tat-teknoloġija tal-ipproċessar: Billi ttejjeb l-eżattezza tal-ipproċessar u tnaqqas il-ħruxija u d-difetti tal-wiċċ tal-waveguide, it-tifrix intern u t-telf tat-tifrix tal-wiċċ jistgħu jitnaqqsu b'mod effettiv.
L-ottimizzazzjoni tal-kuntrast tal-indiċi refrattiv: Billi taġġusta l-kuntrast ta 'indiċi ta' rifrazzjoni bejn is-saff tal-qalba u l-kisi, it-telf ta 'nuqqas ta' qbil u t-telf ta 'radjazzjoni jista' jitnaqqas.
Uża materjali ta 'telf baxx: L-għażla ta 'materjali ta' telf baxx (bħal nitride tas-silikon) bħala materjali tal-waveguide jistgħu jnaqqsu b'mod sinifikanti t-tifrix intern u t-telf tar-radjazzjoni.
L-ottimizzazzjoni ta 'struttura ġeometrika: Billi jiġu aġġustati parametri ġeometriċi bħall-wisa 'u r-raġġ tal-liwi tal-waveguide, it-telf ta' konverżjoni tal-mod u t-telf ta 'radjazzjoni jistgħu jitnaqqsu b'mod effettiv.
Bl-użu ta 'kisi metamaterjali b'ħafna saffi: Iż-żieda ta 'kisi metamaterjali b'ħafna saffi fuq il-wiċċ tal-waveguide tista' trażżan it-telf ta 'radjazzjoni u ttejjeb l-effiċjenza tat-trasmissjoni.
4. Konklużjoni
Bħala komponent bażiku fiċ-ċirkwiti integrati fotoniċi, il-karatteristiċi tat-trasmissjoni u l-karatteristiċi tat-telf ta 'gwidi tal-mewġ drittigħandhom influwenza importanti fuq il-prestazzjoni tal-apparat. Billi tanalizza profondament il-karatteristiċi tat-trasmissjoni u s-sorsi ta 'telf ta' gwidi tal-mewġ dritti u tgħaqqadhom ma 'metodi ta' disinn ottimizzati, il-prestazzjoni u l-integrazzjoni ta 'apparat fotoniku jistgħu jitjiebu b'mod sinifikanti. Riċerka futura għandha tkompli tesplora materjali u disinji strutturali ġodda biex jinkisbu telf aktar baxx u ċirkwiti integrati fotoniċi ta 'effiċjenza ogħla.
Referenza:
1. Weifeng Jiang, Siqiang Mao et al. "Disinn Invers u Dimostrazzjoni ta 'Filtru tal-Modalità ta' Ordni Għoli tas-Silikon On-Chip." APL Photonics (2024) .. Weifeng Jiang.
2. Yingying Han, Lei Xiong et al. "Osservazzjoni ta 'stat marbut aċċidentali sintonizzabbli fil-kontinwu fil-firxa tas-silikon Nanodisk." Nanophotonics (2024) .. Yingying Han, Lei Xiong, Jianping Shi.
3. Disinn ottimizzat ta 'couplers MMI bbażati fuq mikroresonaturi. Le Trung Thanh et al.
4. Ġermanju tas-silikon b'ħafna GE bħala pjattaforma ġdida għall-interkonnessjonijiet ottiċi fuq is-silikon. Vladyslav Vakarin.
5. Propjetajiet ta 'Trasmissjoni ta' Gwidi tal-Waving Hollow Rettangolari għal Dawl tal-Laser CO2. Hisatada Machida 等.
[1992-12]
6. Approċċ normalizzat għad-disinn ta 'liwjiet ta' waveguide ottiku ta 'telf baxx