Evrensel polarizasyon yönetim kabiliyetine sahip üretim toleranslıderin fotonik ağlar

Fotonik Entegre Devreler (PIC'ler), polarizasyona dayalı olarak veri işleme hatlarını ayrı kanallara bölerek paralelleştirmenin kritik olduğu optik hesaplama, algılama ve haberleşme gibi uygulama alanlarında yaygın olarak kullanılmaya başlanmıştır. Polarizasyon bölmeli çoğullama, polarizasyon ayırma ve polarizasyondan bağımsız güç bölme gibi işlevleri yerine getiren son teknoloji ürünü cihazlar bulunsa da, daha karmaşık optik görevleri gerçekleştirme yönündeki artan talep, manuel tasarım kısıtlamaları ve ön tasarım bilgisiyle sınırlı olan PIC'lerin ölçeklendirilmesini gerektirmektedir. Bu çalışmada, evrensel polarizasyon yönetim görevlerini yerine getiren, kademeli Mach-Zehnder Interferometrelerinden oluşan üretim toleranslı derin fotonik ağlar tasarlamak için yenilikçi bir çerçeve sunulmaktadır. Özellikle, 0.5 dB'nin altında eklemleme kaybı ve hedef optik iletimden sırasıyla %2 ve %1.5 güç sapmaları elde eden 50/50 ve 5/95 üretim toleranslı güç bölücüler gerçeklenmiştir. Ayrıca, bu çerçeve karmaşık polarizasyon yönetimini gerçekleştirmek üzere genişletilmiştir: 1550 nm merkezli 120 nm bant genişliğinde 0.5 dB'den az eklemleme kaybı ile hem TE hem de TM polarizasyonları için 20 dB'den büyük bir sönümleme oranı elde eden bir polarizasyon ayırıcı; 0.45 dB'nin altında eklemleme kaybını ve 0.5 dB hedef sapmasını koruyan polarizasyondan bağımsız bir 50/50 güç bölücü; ve TE polarizasyonu için hedef -3 dB güçten 0.4 dB sapma gösteren ve TM polarizasyonu için 0.5 dB eklemleme kaybı ile 21 dB'yi a¸san sönümleme oranına sahip polarizasyona bağlı keyfi bir güç bölücü olup, bu özelliklerin tümü 1500-1600 μm dalga boyu aralığında 120 nm'lik bir bant genişliğinde elde edilmiştir.