Wat is Roosterkoppelaar (grating coupler)?

Component waarin een periodiek rooster in een golfgeleider is geëtst, zodat diffractie het licht omleidt om te koppelen met een optische vezel boven de chip. Het voordeel is dat optisch testen al op de wafer vóór het dicen mogelijk is, maar de koppelbandbreedte is smal en de koppeling is polarisatieafhankelijk.

Japanse benaming: グレーティングカプラ

“Roosterkoppelaar (grating coupler)” komt voor in 2 oefenvragen uit 1 onderwerpen, bijv. Siliciumfotonica.

Vakgebied: Siliciumfotonica

Nu oefenen: vragen over Roosterkoppelaar (grating coupler)

Wat is een juist voordeel van een grating coupler, die glasvezel met een optisch siliciumcircuit verbindt?

  1. AHij kan over een breed golflengtebereik en onafhankelijk van de polarisatie met kleiner verlies dan een edge coupler aan de vezel koppelen
  2. BOmdat het eindvlak van de chip wordt gepolijst en de vezel er zijdelings tegenaan wordt gezet, is het uitlijnen met de vezel eenvoudig
  3. CHij kan overal op het chipoppervlak worden geplaatst, zodat optische eigenschappen op de wafer kunnen worden gemeten door de vezel er van bovenaf op te richten
Antwoord en toelichting tonen

Antwoord: C. Hij kan overal op het chipoppervlak worden geplaatst, zodat optische eigenschappen op de wafer kunnen worden gemeten door de vezel er van bovenaf op te richten

Een grating coupler heeft periodieke groeven (een tralie) in de golfgeleider, die het licht door diffractie schuin naar boven afbuigen en koppelen met een vezel die erboven is geplaatst. De golfgeleider hoeft niet naar de rand van de chip te worden geleid en er kan op de wafer vóór het dicen worden gemeten; een groot voordeel is dat veel chips daardoor eenvoudig automatisch kunnen worden getest. Anderzijds hangt de diffractievoorwaarde af van golflengte en polarisatie, zodat de koppelbandbreedte met enkele tientallen nm smal is, meestal slechts één bepaalde polarisatie wordt ondersteund en het verlies doorgaans groter is dan bij een edge coupler. Koppeling via het eindvlak gebeurt met een edge coupler.

Wat is een juist kenmerk van een edge coupler, die aan het eindvlak van de chip met glasvezel koppelt, in vergelijking met een grating coupler?

  1. AHij kan overal op het chipoppervlak worden geplaatst, maar het golflengtebereik waarover kan worden gekoppeld is met enkele nm zeer smal
  2. BBewerking van het eindvlak is niet nodig, maar het verlies varieert sterk met de polarisatie en hij laat alleen licht in de O-band door
  3. COver een breed golflengtebereik is een klein verlies gemakkelijk haalbaar, maar het eindvlak moet worden bewerkt en meten op de wafer is lastig
Antwoord en toelichting tonen

Antwoord: C. Over een breed golflengtebereik is een klein verlies gemakkelijk haalbaar, maar het eindvlak moet worden bewerkt en meten op de wafer is lastig

Bij een edge coupler wordt de golfgeleider tot de rand van de chip doorgetrokken en zijdelings tegen de vezel gezet. Omdat geen diffractie wordt gebruikt, is de golflengteafhankelijkheid klein; een klein verlies van circa 1–2 dB of minder is gemakkelijk haalbaar over een brede band die bijvoorbeeld de O-band en de C-band omvat, en ook verschillende polarisaties zijn goed te ondersteunen. Daartegenover staan de beperkingen dat de chip moet worden uitgezaagd en het eindvlak netjes moet worden afgewerkt, dat hij alleen aan de rand van de chip kan worden geplaatst en dat het lastig is om licht in te koppelen op de wafer vóór het dicen. Overal op het oppervlak kunnen worden geplaatst en op de wafer kunnen worden gemeten, zijn kenmerken van de grating coupler.

“Roosterkoppelaar (grating coupler)” in de toelichting

Vragen met “Roosterkoppelaar (grating coupler)” (2)

  1. Wat is een juist voordeel van een grating coupler, die glasvezel met een optisch siliciumcircuit verbindt?
  2. Wat is een juist kenmerk van een edge coupler, die aan het eindvlak van de chip met glasvezel koppelt, in vergelijking met een grating coupler?

Verwante termen

Golfgeleider Randkoppelaar (edge coupler) Via O-band C-band Brekingsindex Chromatische dispersie CPO (co-packaged optics) Extinctieverhouding Mach-Zehnder-modulator

Naar de woordenlijst