JOURNAL OF LIGHTWAVE TECHNOLOGY, VO

JOURNAL OF LIGHTWAVE TECHNOLOGY, VOL. 25, NO. 1, JANUARY 2007 151
Compact and Highly Efficient Grating
Couplers Between Optical Fiber and
Nanophotonic Waveguides
Frederik Van Laere, Student Member, IEEE, Günther Roelkens, Student Member, IEEE,
Melanie Ayre, Jonathan Schrauwen, Student Member, IEEE, Dirk Taillaert, Member, IEEE,
Dries Van Thourhout, Member, IEEE, Thomas F. Krauss, and Roel Baets, Senior Member, IEEE, Member, OSA
Abstract—We present high-efficiency grating couplers for coupling
between a single-mode fiber and nanophotonic waveguides,
fabricated both in silicon-on-insulator (SOI) and InP membranes
using BenzoCycloButene wafer bonding. The coupling efficiency
is substantially increased by adding a gold bottom mirror to the
structures. The measured coupling efficiency to fiber is 69% for
SOI grating couplers and 56% for bonded InP membrane grating
couplers.
Index Terms—BenzoCycloButene (BCB) wafer bonding, gold
mirror, grating couplers, integrated optics.
I. INTRODUCTION
COUPLING to fiber remains a serious issue in integrated
optics. The large difference in dimensions between the
fiber and the waveguides on a chip causes high insertion losses
and high packaging costs. The ongoing trend to make components
smaller, in order to integrate them on one single chip,
makes the problem even more difficult. The key features of
an effective solution are compactness, low insertion loss, large
alignment tolerance, and broadband operation.
Several approaches have been followed to tackle the problem.
A very elegant solution is the inverted taper approach, for
which low loss and broadband operation were demonstrated in
[1]–[3]. These structures however still require lensed or high
numerical aperture fiber for a reduced optical mode size.
We use grating couplers for out-of-plane coupling between
a standard single-mode fiber and a waveguide. The principle is
shown in Fig. 1.
This approach has some major advantages over edgecoupling
methods. There is no need for a cleaved facet, and
light can be coupled in and out everywhere on the chip, opening
the way for wafer-scale testing. Traditional grating couplers
Manuscript received June 29, 2006. This work was supported in part by
the European Union under the Information Society Technologies (IST) project
FUNFOX and the IST Network of Excellence ePIXnet. The authors would like
to thank Alcatel-Thales III–V laboratory for providing the InP-epiwafers.
F. Van Laere, G. Roelkens, J. Schrauwen, D. Taillaert, D. Van Thourhout,
and R. Baets are with the Department of Information Technology (INTEC),
Ghent University-Interuniversity Microelectronics Center (IMEC), 9000 Ghent,
Belgium (e-mail: [e-mail]).
M. Ayre and T. F. Krauss are with the School of Physics and Astronomy,
University of St. Andrews, KY16 9SS St. Andrews, U.K.
Color versions of one or more of the figures in this paper are available online
at http://ieeexplore.ieee.org.
Digital Object Identifier 10.1109/JLT.2006.888164
Fig. 1. Coupling principle between fiber and photonic wires by means of a
grating.
have a small coupling strength and are therefore rather long
and have a small bandwidth. A coupling efficiency of 40% was
reported in [4]. By using a top mirror and coupling through the
substrate, a coupling efficiency of 57% was demonstrated in [5].
In both cases, an additional lens is needed to couple to the
fiber. We use a strong and compact grating, resulting in a relatively
large bandwidth. A coupling efficiency to single-mode
fiber of 33% for a 10 × 10-µm2 grating coupler in silicon-oninsulator
(SOI) was demonstrated in [6]. The coupler has a 1-dB
bandwidth of 40 nm and shows good alignment tolerances
(±2 µm for 1-dB excess loss). A 2-D-grating version can be
used for getting polarization independence through polarization
diversity [7].
For integration with active optoelectronic components, it
would be interesting to implement these couplers also in III–V
material. For telecom applications, InP/InGaAsP is the material
system of interest. However, it is impossible to easily transfer
existing designs for SOI gratings to InP. The vertical index
contrast of InP-based heterostructures is too modest for this
purpose. In [8], we modified the vertical index contrast by using
BenzoCycloButene (BCB) wafer bonding. We demonstrated
grating couplers in bonded InP membranes with a coupling
efficiency of 30%.
For both SOI and InP membrane couplers, the coupling
efficiency is limited by radiation toward the substrate. In this
paper, we solve this problem by adding a gold bottom mirror
to grating couplers in SOI and bonded InP membranes. The
measured coupling efficiencies are 69% and 56%, respectively.
0733-8724/$25.00 © 2007 IEEE
152 JOURNAL OF LIGHTWAVE TECHNOLOGY, VOL. 25, NO. 1, JANUARY 2007
Fig. 2. Upward radiated power, downward radiated power, and coupling
efficiency of a regular SOI grating coupler.
II. GRATING COUPLERS IN SOI
A. Design
1) Starting Point: We start from an existing SOI grating
coup

ผลลัพธ์ (ไทย) 1:

สมุดรายวันของ LIGHTWAVE เทคโนโลยี ฉบับ 25 ฉบับที่ 1, 2550 มกราคม 151Grating ขนาดกะทัดรัด และมีประสิทธิภาพสูงข้อต่อระหว่างใย และNanophotonic Waveguidesเฟิสท์ Van Laere นักเรียนสมาชิก IEEE, Günther Roelkens สมาชิกนักเรียน IEEEเดิร์ Ayre เมลานี สมาชิกนักเรียน โจนาธาน Schrauwen, IEEE, Taillaert สมาชิก IEEEDries Van Thourhout สมาชิก IEEE, Thomas F. Krauss และ Roel Baets สมาชิกอาวุโส IEEE สมาชิก OSAนามธรรมซึ่งเรานำเสนอประสิทธิภาพสูง grating ข้อต่อสำหรับต่อระหว่างเส้นใยโหมดเดี่ยวและ nanophotonic waveguidesประดิษฐ์ทั้ง ในซิลิคอนบนฉนวน (ซอย) และเยื่อหุ้ม InPใช้ยึดแผ่นเวเฟอร์ BenzoCycloButene ประสิทธิภาพต่อมากขึ้น โดยเพิ่มเป็นกระจกสีทองด้านล่างเพื่อการโครงสร้าง ประสิทธิภาพวัดต่อไปใยเป็น 69%ซอย grating ข้อต่อและ 56% สำหรับเยื่อ InP ผูกลูกกรงข้อต่อกำหนดดัชนี — พันธะเวเฟอร์ BenzoCycloButene (BCB) ทองข้อต่อ grating กระจกรวมแสงI. บทนำคลัปไปใยยังคงเป็น ปัญหารุนแรงในแบบบูรณาการเลนส์ ความแตกต่างใหญ่ในมิติระหว่างการเส้นใยและ waveguides บนชิทำให้ขาดทุนสูงแทรกและบรรจุภัณฑ์ที่สูงค่า แนวโน้มต่อเนื่องจะทำให้ส่วนประกอบเล็ก เพื่อรวมไว้ในหนึ่งเดียวชิทำให้ปัญหาที่ยากยิ่ง คุณสมบัติที่สำคัญของผลิตภัณฑ์ที่มีประสิทธิภาพมีความกะทัดรัด สูญหายแทรกต่ำ ขนาดใหญ่ค่าเผื่อการจัดตำแหน่ง และการดำเนินงานบรอดแบนด์วิธีการต่าง ๆ ได้รับการปฏิบัติตามเพื่อรับมือกับปัญหาโซลูชันสง่างามมากเป็นแนวเรียวคว่ำการสูญเสียต่ำและบรอดแบนด์การดำเนินงานซึ่งได้แสดงใน[1] – [3] โครงสร้างเหล่านี้อย่างไรก็ตามยังคงต้อง lensed หรือสูงเส้นใยตัวเลขรูรับแสงขนาดโหมดลดแสงเราใช้ข้อต่อ grating ออก-ของเครื่องบิน coupling ระหว่างเส้นใยโหมดเดี่ยวมาตรฐานและออกแบบ หลักการคือแสดงในรูปที่ 1วิธีการนี้มีข้อได้เปรียบบางใหญ่ edgecouplingวิธีการ ไม่จำเป็นสำหรับในแง่ cleaved และสามารถควบคู่ไฟเข้าและออกทุกที่บนชิพ เปิดวิธีสำหรับการทดสอบเครื่องชั่งเวเฟอร์ ข้อต่อแบบ gratingฉบับรับที่ 29 มิถุนายน 2006 งานนี้ได้รับการสนับสนุนบางส่วนโดยสหภาพยุโรปภายใต้โครงการเทคโนโลยีสังคมข้อมูล (IST)FUNFOX และเครือข่ายของ ePIXnet เป็นเลิศ IST ผู้เขียนต้องขอบคุณ Alcatel Thales III – V ทดลองให้ InP-epiwafersF. van Laere, G. Roelkens, J. Schrauwen, D. Taillaert, D. Van Thourhoutและ R. Baets กับแผนกของข้อมูลเทคโนโลยี (บริษัทอินเทคคาร์ด),Interuniversity มหาวิทยาลัย Ghent ศูนย์ไมโครอิเล็กทรอนิกส์ (IMEC), เกนต์ 9000เบลเยียม (อีเมล์: [e-mail])ม. Ayre และ T. F. Krauss เป็นโรงเรียนของฟิสิกส์และดาราศาสตร์มหาวิทยาลัยของเซนต์แอนดรูส์ KY16 9SS เซนต์แอนดราตา สหราชอาณาจักรสีของตัวเลขในกระดาษนี้อย่างใดอย่างหนึ่งมีรุ่นออนไลน์ที่ http://ieeexplore.ieee.orgตัวระบุวัตถุดิจิตอล 10.1109/JLT.2006.888164รูปที่ 1 เชื่อมต่อระหว่างเส้นใยและสายโทนิคโดยวิธีของหลักการgratingมีความแข็งแรงในคลัปขนาดเล็ก และดังนั้นจึงค่อนข้างยาวและมีแบนด์วิธขนาดเล็ก การประหยัดต่อ 40%รายงานใน [4] โดยใช้กระจกด้านบน และเชื่อมต่อผ่านการพื้นผิว 57% ประสิทธิภาพคลัปก็แสดงให้เห็นใน [5]ในทั้งสองกรณี มีเลนส์เพิ่มเติมจำเป็นต้องไปคู่กับการเส้นใย เราใช้ grating ที่แข็งแกร่ง และมีขนาดกะทัดรัด เกิดในค่อนข้างแบนด์วิดท์ขนาดใหญ่ ที่มีประสิทธิภาพต่อการโหมดเดี่ยวไฟเบอร์เป็น coupler 10 × 10 µm2 grating ในซิลิคอน-oninsulator 33%(ซอย) ก็แสดงให้เห็นใน [6] Coupler ที่มี 1-dBแบนด์วิดธ์ของ 40 nm และแสดงความคลาดเคลื่อนแนวดี(± 2 µm สำหรับขาดทุนเกิน 1 dB) รุ่น 2-D-grating สามารถใช้สำหรับการโพลาไรซ์เป็นอิสระผ่านการโพลาไรซ์ความหลากหลาย [7]สำหรับการรวมกับส่วนควบคุมที่ใช้งานอยู่ มันจะน่าสนใจที่จะใช้ข้อต่อเหล่านี้ยังใน III – Vวัสดุที่ สำหรับการใช้งานโทรคมนาคม InP/InGaAsP เป็นวัสดุระบบน่าสนใจ อย่างไรก็ตาม ไม่สามารถโอนได้อย่างง่ายดายการออกแบบที่อยู่สำหรับทำความสะอาดซอยให้ InP ดัชนีแนวตั้งความแตกต่างของคะแนน InP heterostructures จะเจียมเนื้อเจียมตัวเกินไปสำหรับการนี้วัตถุประสงค์ ใน [8], เราปรับเปลี่ยนความคมชัดของแนวตั้งดัชนี โดยใช้เวเฟอร์ BenzoCycloButene (BCB) ที่ยึด เราแสดงให้เห็นgrating ข้อต่อใน InP เยื่อหุ้มถูกผูกมัดด้วยการเชื่อมต่อประหยัด 30%สำหรับซอยและ InP เยื่อหุ้มข้อต่อ เชื่อมประสิทธิภาพจะถูกจำกัด ด้วยรังสีไปสู่พื้นผิว ในการนี้กระดาษ เราแก้ปัญหานี้ โดยการเพิ่มกระจกล่างสีทองการ grating ข้อต่อในซอยและเยื่อ InP ผูก การคลัปวัดประสิทธิภาพคือ 69% และ 56% ตามลำดับ0733-8724 / $25.00 © 2007 IEEEสมุดรายวันที่ 152 ของ LIGHTWAVE เทคโนโลยี ฉบับ 25 ฉบับที่ 1, 2550 มกราคมรูป 2 ขึ้นแผ่พลังงาน ลงแผ่พลังงาน และการเชื่อมต่อประสิทธิภาพของ coupler เป็น grating ซอยปกติII. GRATING ข้อต่อในซอยA. ออกแบบจุดเริ่มต้นที่ 1): เริ่มจากซอยที่มีอยู่เป็นลูกกรงรัฐประหาร

ผลลัพธ์ (ไทย) 2:

วารสาร LIGHTWAVE เทคโนโลยีฉบับ 25 NO 1 มกราคม 2007 151
ขนาดกะทัดรัดและมีประสิทธิภาพสูงตะแกรง
Couplers ระหว่างไฟเบอร์ออฟติคัลและ
Nanophotonic ท่อนำคลื่นสัญญาณ
Frederik Van Laere, Student เป็นสมาชิกอีอีอีกุนเธอร์ Roelkens, Student เป็นสมาชิกอีอีอี
เมลานี Ayre, โจนาธาน Schrauwen, Student เป็นสมาชิกอีอีอีเดิร์ค Taillaert, สมาชิก อีอีอี
Dries Van Thourhout สมาชิกอีอีอีโทมัสเอฟอูสและโรล Baets สมาชิกอาวุโส IEEE สมาชิก, OSA
นามธรรมเรานำเสนอที่มีประสิทธิภาพสูงตะแกรงเพลาสำหรับการมีเพศสัมพันธ์
ระหว่างเส้นใยโหมดเดี่ยวและท่อนำคลื่น nanophotonic,
ประดิษฐ์ทั้ง ใน Silicon-on-ฉนวนกันความร้อน (ซอย) และเยื่อ InP
ใช้ BenzoCycloButene เวเฟอร์พันธะ ประสิทธิภาพในการมีเพศสัมพันธ์
เพิ่มขึ้นอย่างมีนัยสำคัญโดยการเพิ่มกระจกด้านล่างทองกับ
โครงสร้าง ประสิทธิภาพในการมีเพศสัมพันธ์วัดเส้นใย 69% สำหรับ
ซอย couplers ตะแกรงและ 56% สำหรับการผูกมัดเมมเบรน InP ตะแกรง
เพลา
ดัชนีเงื่อนไข BenzoCycloButene (BCB) เวเฟอร์พันธะทอง
กระจก couplers ตะแกรง, เลนส์แบบบูรณาการ
I. บทนำ
COUPLING เส้นใยยังคงเป็นปัญหาร้ายแรงในแบบบูรณา
เลนส์ ความแตกต่างที่มีขนาดใหญ่ในมิติระหว่าง
เส้นใยและท่อนำคลื่นบนชิปที่ทำให้เกิดการสูญเสียการแทรกสูง
และค่าใช้จ่ายสูงบรรจุภัณฑ์ แนวโน้มอย่างต่อเนื่องเพื่อให้ชิ้นส่วน
ที่มีขนาดเล็กเพื่อที่จะรวมไว้บนชิปเดียว
ทำให้ปัญหาที่เกิดขึ้นได้ยากขึ้น คุณสมบัติที่สำคัญของ
โซลูชั่นที่มีประสิทธิภาพมีความเป็นปึกแผ่นสูญเสียการแทรกต่ำขนาดใหญ่
ความอดทนการจัดตำแหน่งและการดำเนินงานบรอดแบนด์
หลายวิธีที่ได้รับการปฏิบัติตามเพื่อจัดการปัญหา
แก้ปัญหาอย่างสวยงามเป็นวิธีที่เรียว Inverted สำหรับ
ที่สูญเสียและบรอดแบนด์การดำเนินงานต่ำแสดงให้เห็นใน
[1] - [3] โครงสร้างเหล่านี้ แต่ยังคงต้องถ่ายทำหรือสูง
เส้นใยแสงตัวเลขสำหรับขนาดโหมดการลดแสง
เราใช้เพลาตะแกรงสำหรับออกจากเครื่องบินมีเพศสัมพันธ์ระหว่าง
เส้นใยโหมดเดี่ยวมาตรฐานและท่อนำคลื่น หลักการคือ
ที่แสดงในรูป 1.
วิธีการนี้มีข้อดีที่สำคัญบางกว่า edgecoupling
วิธี มีความจำเป็นในแง่ cleaved ไม่เป็นและ
แสงสามารถควบคู่เข้าและออกจากทุกที่บนชิปเปิด
ทางสำหรับการทดสอบเวเฟอร์ขนาด couplers ตะแกรงแบบดั้งเดิม
ต้นฉบับที่ได้รับวันที่ 29 มิถุนายน 2006 งานนี้ได้รับการสนับสนุนในส่วนของ
สหภาพยุโรปภายใต้สังคมสารสนเทศเทคโนโลยี (IST) โครงการ
FUNFOX และเครือข่ายความเป็นเลิศ IST ePIXnet ผู้เขียนอยาก
จะขอขอบคุณ Alcatel-Thales III-V ในห้องปฏิบัติการสำหรับการให้บริการ InP-epiwafers
เอฟ Van Laere กรัม Roelkens เจ Schrauwen, D. Taillaert, D. Van Thourhout,
และอาร์ Baets อยู่กับภาควิชาเทคโนโลยีสารสนเทศ (INTEC)
มหาวิทยาลัย Ghent-Interuniversity Microelectronics เซ็นเตอร์ (IMEC) 9000 เกนท์
เบลเยี่ยม (E-mail: [e-mail])
เอ็ม Ayre และ TF อูอยู่กับวิชาฟิสิกส์และดาราศาสตร์
มหาวิทยาลัยเซนต์แอนดรู KY16 9SS St. Andrews, สหราชอาณาจักร
รุ่นสีหนึ่งหรือมากกว่าของตัวเลขในกระดาษนี้มีออนไลน์
ได้ที่ http: // ieeexplore ieee.org
ระบุวัตถุดิจิตอล 10.1109 / JLT.2006.888164
รูป 1. หลักการ Coupling ระหว่างเส้นใยและสายโทนิคโดยวิธีการของ
ตะแกรง
มีความแข็งแรงมีเพศสัมพันธ์ที่มีขนาดเล็กและดังนั้นจึงค่อนข้างยาว
และมีแบนด์วิดธ์ขนาดเล็ก ประสิทธิภาพการมีเพศสัมพันธ์ของ 40% ได้รับการ
รายงานใน [4] โดยใช้กระจกด้านบนและด้านการมีเพศสัมพันธ์ผ่าน
พื้นผิวที่มีประสิทธิภาพในการมีเพศสัมพันธ์ของ 57% แสดงให้เห็นใน [5]
ในทั้งสองกรณีเลนส์เพิ่มเติมเป็นสิ่งจำเป็นที่จะคู่กับ
ใย เราใช้ตะแกรงที่แข็งแกร่งและมีขนาดกะทัดรัดที่เกิดในที่ค่อนข้าง
แบนด์วิดธ์ขนาดใหญ่ ประสิทธิภาพการมีเพศสัมพันธ์เพื่อโหมดเดียว
ใย 33% สำหรับ 10 × 10 μm2ตะแกรง coupler ในซิลิคอน oninsulator
(ซอย) คือการแสดงให้เห็นใน [6] coupler ที่มี 1 เดซิเบล
แบนด์วิดธ์จาก 40 นาโนเมตรและแสดงให้เห็นความคลาดเคลื่อนดีแนวร่วม
(± 2 ไมครอน 1-DB การสูญเสียส่วนเกิน) รุ่น 2-D-ตะแกรงสามารถ
ใช้สำหรับการได้รับอิสระโพลาไรซ์ผ่านโพลาไรซ์
หลากหลาย [7]
สำหรับการทำงานร่วมกับส่วนประกอบ optoelectronic ใช้งานก็
จะเป็นที่น่าสนใจที่จะดำเนินการต่อเพลาเหล่านี้ยังอยู่ใน III-V
วัสดุ สำหรับการใช้งานโทรคมนาคม InP / InGaAsP เป็นวัสดุที่
ระบบที่น่าสนใจ แต่ก็เป็นไปไม่ได้ที่จะสามารถถ่ายโอน
ออกแบบที่มีอยู่สำหรับ gratings ซอย InP ดัชนีแนวตั้ง
ความคมชัดของ heterostructures InP ที่ใช้เป็นเจียมเนื้อเจียมตัวเกินไปสำหรับ
วัตถุประสงค์ ใน [8] เรามีการปรับเปลี่ยนความคมชัดดัชนีแนวตั้งโดยใช้
BenzoCycloButene (BCB) เวเฟอร์พันธะ เราแสดงให้เห็นถึง
เพลาตะแกรงในผูกมัดเยื่อ InP กับการมีเพศสัมพันธ์
อย่างมีประสิทธิภาพ 30%
สำหรับทั้งซอยและ InP couplers เมมเบรนมีเพศสัมพันธ์
อย่างมีประสิทธิภาพถูก จำกัด ด้วยการฉายรังสีไปยังพื้นผิว ในการนี้
กระดาษที่เราแก้ปัญหานี้โดยการเพิ่มกระจกด้านล่างทอง
เพื่อตะแกรงเพลาอยู่ในซอยและถูกผูกมัดเยื่อ InP
วัดประสิทธิภาพการมีเพศสัมพันธ์เป็น 69% และ 56% ตามลำดับ
0733-8724 / $ 25.00 © 2007 IEEE
152 วารสาร LIGHTWAVE เทคโนโลยีฉบับ 25 NO 1 มกราคม 2007
รูป 2. อำนาจแผ่ขึ้นอำนาจแผ่ลงและข้อต่อ
ประสิทธิภาพของปกติ coupler ตะแกรงซอย
ครั้งที่สอง COUPLERS ตะแกรงซอย
A. ออกแบบ
1) จุดเริ่มต้น: เราเริ่มต้นจากซอยตะแกรงที่มีอยู่
ทำรัฐประหาร

ผลลัพธ์ (ไทย) 3:

วารสาร Lightwave เทคโนโลยี , ปีที่ 25 , ฉบับที่ 1 , มกราคม 2007 151ขนาดกะทัดรัด และมีประสิทธิภาพสูง คายงานระหว่างแสง และใยอาหารwaveguides นาโนโฟโตนิกส์เฟรดเดอริกรถตู้ laere สมาชิกนักศึกษา , IEEE , G ü nther roelkens สมาชิกนักศึกษา , IEEE ,เมลานี Ayre , โจนาธาน schrauwen สมาชิกนักศึกษา , IEEE , เดิร์ค taillaert , สมาชิก , IEEE ,รถตู้แห้ง thourhout , สมาชิก , IEEE , โทมัส เอฟ. เคราส์ และ Schouwenberg baets อาวุโส , สมาชิก , สมาคม , สมาชิก , เอนามธรรมที่เรานำเสนอประสิทธิภาพสูงตะแกรง couplers สำหรับการเชื่อมต่อระหว่างเส้นใยนาโนโฟโตนิกส์ waveguides และแอพพลิเคชั่น ,ประดิษฐ์ทั้งในฉนวนในซิลิคอน ( ซอย ) และ InP เมมเบรนการใช้ benzocyclobutene เวเฟอร์ เชื่อม ต่อประสิทธิภาพมีเพิ่มขึ้นอย่างมากโดยการเพิ่มกระจกทองไปด้านล่างโครงสร้าง การวัดประสิทธิภาพการเชื่อมต่อไฟเบอร์ 69% สำหรับซอย 56 % และตะแกรงงานผูกมัด InP แผ่นตะแกรงงาน .ด้านดัชนี benzocyclobutene ( BCB ) เวเฟอร์ เชื่อมทองกระจก ตะแกรง COUPLERS แสงรวมผมแนะนำควบคู่กับเส้นใยยังคงเป็นปัญหาร้ายแรงในแบบบูรณาการทัศนศาสตร์ ความแตกต่างขนาดใหญ่ในขนาดระหว่างไฟเบอร์และ waveguides บนชิปที่ทำให้ขาดทุนสูงแทรกและบรรจุภัณฑ์ เป็นต้น แนวโน้มต่อเนื่องเพื่อให้องค์ประกอบมีขนาดเล็กลง เพื่อรวมไว้ในหนึ่งเดียว ชินับวันยิ่งยาก คุณสมบัติที่สําคัญของเป็นโซลูชั่นที่มีประสิทธิภาพมีความเป็นปึกแผ่น การสูญเสียการแทรกต่ำขนาดใหญ่การจัดและการดำเนินงานบรอดแบนด์หลายวิธีที่ได้รับการแก้ไขปัญหาโซลูชั่นที่สวยมากเป็นแบบเรียวเข้าหา ,ซึ่งการสูญเสียต่ำ และมีผลในการบรอดแบนด์[ 1 ] - [ 3 ] โครงสร้างเหล่านี้ อย่างไรก็ตามยังคงต้องมี lensed หรือสูงไฟเบอร์ออปติคอลโหมดรวบอำนาจสำหรับการลดขนาดเราใช้ตะแกรง couplers สำหรับออกจากการเชื่อมต่อเครื่องบินระหว่างไฟเบอร์แอพพลิเคชั่นมาตรฐานและท่อนำคลื่น . หลักการคือแสดงในรูปที่ 1วิธีนี้มีข้อดีกว่า edgecoupling หลักวิธีการ ไม่มีความจำเป็นที่ต้องเป็นแง่ และแสงที่สามารถคู่ในและจากทุกที่บนชิป , เปิดวิธีสำหรับการทดสอบเวเฟอร์ขนาด ตะแกรงงานแบบดั้งเดิมต้นฉบับได้รับมิถุนายน 29 , 2006 งานวิจัยนี้ได้รับการสนับสนุนในส่วนโดยสหภาพยุโรปภายใต้สังคมสารสนเทศ เทคโนโลยี ( IST ) โครงการfunfox และเป็นเครือข่ายของ epixnet ความเป็นเลิศ ผู้เขียนจะเหมือนขอบคุณ Alcatel ไทยรัฐ 3 – 5 ปฏิบัติการให้ InP epiwafers .รถตู้ laere F , G roelkens เจ schrauwen , D . taillaert . thourhout , รถตู้ ,และ R . baets กับภาควิชาเทคโนโลยีสารสนเทศ ( หยวน )มหาวิทยาลัยเกนต์ Interuniversity ไมโครอิเล็กทรอนิกส์ศูนย์ ( imec ) 9000 เกนต์เบลเยียม ( E-mail : เฟรเดอริค . vanlaere @ INTEC . เกนต์ ได้ )เมตรและ T . F . เคราส์ Ayre กับการเรียนฟิสิกส์ และดาราศาสตร์มหาวิทยาลัยเซนต์แอนดรูวส์ ky16 9ss เซนต์แอนดรู UKสีรุ่นหนึ่งหรือมากกว่าตัวเลขในกระดาษนี้จะพร้อมใช้งานแบบออนไลน์ที่ http://ieeexplore.ieee.org .10.1109/jlt.2006.888164 ดิจิตอลระบุวัตถุรูปที่ 1 การเชื่อมต่อหลักระหว่างเส้นใยและโฟโตนิกส์ โดยวิธีการของสายไฟตะแกรงมีความแข็งแรงข้อต่อขนาดเล็กและดังนั้นจึงค่อนข้างยาวและมีแบนด์วิดธ์เล็ก แบบต่อประสิทธิภาพ 40% คือรายงานใน [ 4 ] โดยใช้กระจกด้านบนและการเชื่อมต่อผ่านพื้นผิวแบบต่อประสิทธิภาพของ 57 % พบว่าใน [ 5 ]ในทั้งสองกรณี , เลนส์เพิ่มเติมจะต้องคู่กับไฟเบอร์ เราใช้ แข็งแรง และกระชับตะแกรงซึ่งค่อนข้างแบนด์วิดธ์มาก แบบต่อประสิทธิภาพแอพพลิเคชั่นไฟเบอร์ 33% สำหรับ 10 × 10 - µ M2 ตะแกรง coupler oninsulator ในซิลิคอน( ซอย ) พบว่าใน [ 6 ] ที่สันกำแพงมี 1-dbแบนด์วิดธ์ของ 40 nm และแสดงดีจัดเกณฑ์ความคลาดเคลื่อน( ± 2 µ M สำหรับ 1-db เกินขาดทุน ) เป็น 2-d-grating รุ่นสามารถใช้สำหรับการโพลาไรซ์เอกราชผ่านโพลาไรเซชันความหลากหลาย [ 7 ]รวมกับส่วนประกอบ optoelectronic ปราดเปรียว ,จะน่าสนใจเพื่อใช้งานเหล่านี้ นอกจากนี้ใน 3 – 5วัสดุ การโทรคมนาคม , InP / ingaasp เป็นวัสดุระบบที่น่าสนใจ แต่มันเป็นไปไม่ได้ที่จะสามารถถ่ายโอนการออกแบบที่มีอยู่ในซอย gratings InP . ดัชนีในแนวตั้งความคมชัดของ InP ตาม heterostructures ถ่อมตัวเกินไปนี้วัตถุประสงค์ [ 8 ] เราแก้ไขความคมชัดในแนวดิ่งโดยใช้ดัชนีbenzocyclobutene ( BCB ) เวเฟอร์ เชื่อม เราแสดงตะแกรงในงานผูกมัด InP เยื่อกับการแต่งงานประสิทธิภาพของ 30%ทั้งซอยและ InP เยื่อ COUPLERS การมีเพศสัมพันธ์ประสิทธิภาพจะถูก จำกัด โดยรังสีต่อสาร ในนี้กระดาษ เราแก้ปัญหานี้ได้โดยการเพิ่มกระจกด้านล่าง ทองเพื่อเปิดงานในซอยและผูกมัด InP เยื่อ ที่วัดประสิทธิภาพการเชื่อมต่อ 69 % และ 56% ตามลำดับ0733-8724 / $ 25.00 © 2007 อีอีอี152 วารสาร Lightwave เทคโนโลยี , ปีที่ 25 , ฉบับที่ 1 , มกราคม 2550รูปที่ 2 ขึ้นแผ่พลังงานต่ำ , การแผ่พลังงานและการเชื่อมต่อประสิทธิภาพของปกติซอยตะแกรง coupler .2 . เปิดงานในซ.1 . ออกแบบ1 ) จุดเริ่มต้น : เริ่มจาก GR ซอยเดิม