Was ist Kantenkoppler?

Bauelement, das Licht koppelt, indem eine Glasfaser stumpf an die Stirnfläche des Chips gesetzt wird. Ein inverser Taper, der die Spitze des Wellenleiters verjüngt, weitet die optische Mode auf, damit sie zur Faser passt. Er bietet geringe Verluste über einen breiten Wellenlängenbereich, erfordert aber eine Bearbeitung der Stirnfläche und ist auf Waferebene schwer zu testen.

Japanische Bezeichnung: エッジカプラ

„Kantenkoppler“ kommt in 2 Übungsfragen aus 1 Themen vor, z. B. Siliziumphotonik.

Fachgebiet: Siliziumphotonik

Jetzt üben: Fragen zu Kantenkoppler

Welche Aussage zu den Vorteilen eines Gitterkopplers, der Glasfasern mit Silizium-Photonikschaltungen verbindet, ist richtig?

  1. AEr koppelt über einen breiten Wellenlängenbereich polarisationsunabhängig und mit geringeren Verlusten als ein Kantenkoppler an die Faser
  2. BDie Chip-Stirnfläche wird poliert und die Faser seitlich angesetzt, sodass die Ausrichtung zur Faser einfach ist
  3. CEr lässt sich an beliebiger Stelle der Chipoberfläche platzieren, und die optischen Eigenschaften lassen sich noch auf Waferebene messen, indem die Faser von oben angesetzt wird
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Antwort: C. Er lässt sich an beliebiger Stelle der Chipoberfläche platzieren, und die optischen Eigenschaften lassen sich noch auf Waferebene messen, indem die Faser von oben angesetzt wird

Ein Gitterkoppler besitzt periodische Rillen (ein Beugungsgitter) im Wellenleiter, lenkt das Licht durch Beugung schräg nach oben um und koppelt es an eine darüber angeordnete Faser. Da der Wellenleiter nicht bis zum Chiprand geführt werden muss und vor dem Dicing noch auf Waferebene gemessen werden kann, ist ein großer Vorteil, dass sich viele Chips leicht automatisch prüfen lassen. Da die Beugungsbedingung jedoch von Wellenlänge und Polarisation abhängt, ist die koppelbare Bandbreite mit einigen zehn nm schmal, meist wird nur eine bestimmte Polarisation unterstützt, und die Verluste sind im Allgemeinen größer als bei einem Kantenkoppler. Die Kopplung über die Stirnfläche erfolgt beim Kantenkoppler.

Welche Aussage zu den Merkmalen eines Kantenkopplers, der an der Chip-Stirnfläche an eine Glasfaser koppelt, im Vergleich zum Gitterkoppler ist richtig?

  1. AEr lässt sich an beliebiger Stelle der Chipoberfläche platzieren, aber der koppelbare Wellenlängenbereich ist mit wenigen nm sehr schmal
  2. BEine Bearbeitung der Stirnfläche ist nicht nötig, aber die Verluste hängen stark von der Polarisation ab, und es kann nur Licht im O-Band durchgelassen werden
  3. CÜber einen breiten Wellenlängenbereich lassen sich leicht geringe Verluste erreichen, aber die Stirnfläche muss bearbeitet werden, und eine Messung auf Waferebene ist schwierig
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Antwort: C. Über einen breiten Wellenlängenbereich lassen sich leicht geringe Verluste erreichen, aber die Stirnfläche muss bearbeitet werden, und eine Messung auf Waferebene ist schwierig

Beim Kantenkoppler wird der bis zum Chiprand geführte Wellenleiter seitlich stumpf an die Faser gekoppelt. Da keine Beugung genutzt wird, ist die Wellenlängenabhängigkeit gering; über eine breite Bandbreite, die etwa O- und C-Band umfasst, lassen sich leicht geringe Verluste von etwa 1 bis 2 dB oder weniger erreichen, und auch unterschiedliche Polarisationen lassen sich gut handhaben. Dafür muss der Chip vereinzelt und die Stirnfläche sauber bearbeitet werden; der Koppler kann nur am Chiprand platziert werden, und vor dem Dicing lässt sich auf Waferebene nur schwer Licht einkoppeln. An beliebiger Stelle der Oberfläche platzierbar und auf Waferebene messbar zu sein, ist ein Merkmal des Gitterkopplers.

„Kantenkoppler“ in den Erläuterungen

Fragen mit „Kantenkoppler“ (2)

  1. Welche Aussage zu den Vorteilen eines Gitterkopplers, der Glasfasern mit Silizium-Photonikschaltungen verbindet, ist richtig?
  2. Welche Aussage zu den Merkmalen eines Kantenkopplers, der an der Chip-Stirnfläche an eine Glasfaser koppelt, im Vergleich zum Gitterkoppler ist richtig?

Verwandte Begriffe

Gitterkoppler Wellenleiter Bitfehlerrate (BER) Dicing C-Band Ausbreitungsverlust Brechungsindex Chromatische Dispersion CPO (Co-Packaged Optics) Extinktionsverhältnis

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