مُعدِّل EO يستخدم العشوائية في الدليل الموجي لعيب الخط البلوري الضوئي

ضوئيات السيليكون هو مجال بحثي يستخدم السيليكون كمادة لنشر الضوء والتعامل مع الإشارات الضوئية. ونظرًا لأن السيليكون يتمتع بمعامل انكسار أعلى من الزجاج المستخدم في الألياف الضوئية، فمن الممكن حصر الضوء في مساحة أصغر، مما يسمح بجعل الأجهزة أصغر حجمًا وتشغيلها بطاقة أقل. البلورة الضوئية هي أحد العناصر التي تنتمي إلى الضوئيات السيليكونية، وبنيتها ذات البنية الدورية الخاصة تسمح لها بتحقيق حبس ضوئي أقوى من مادة السيليكون الأصلية. تم إنشاء أجهزة مختلفة مثل أدلة الموجات والمفاتيح والكاشفات والمذبذبات باستخدام البلورات الضوئية.

على الرغم من أن البلورات الضوئية مكنت من التصغير، إلا أنها تواجه مشكلة كونها عرضة لأخطاء التصنيع. إن المقدار المطلق لخطأ التصنيع فريد من نوعه في عملية التصنيع، لذا كلما كان الجهاز الذي تحاول تصنيعه أصغر، زاد تأثير الخطأ. بالإضافة إلى ذلك، فإن الاتجاه الأخير في عملية تصنيع البلورات الضوئية هو استخدام الطباعة الحجرية الضوئية، التي تسمح بالإنتاج الضخم ولكن دقة التصنيع ضعيفة، بدلاً من الطباعة الحجرية التقليدية EB، مما يجعل من الصعب التعامل مع أخطاء التصنيع تجتذب الكثير من الاهتمام .

لذلك، حاولنا في هذه الدراسة التحكم هيكليًا في تأثيرات أخطاء التصنيع في البلورات الضوئية وإثبات أنه يمكن استخدامها بإنتاجية عالية. يُظهر مُعدِّل EO كهدف استخدام، وقد تم التأكيد على أنه يعمل بسرعة جيجاهرتز.

لقد اخترنا البنية الموضحة في الشكل 1 (أ)، والتي تسمى الدليل الموجي لعيب الخط البلوري الضوئي. ينتشر الضوء عبر الجزء دون وجود ثقب في المركز. من سمات هيكلنا أن عرض الدليل الموجي ضيق جزئيًا [W0.98: الجزء الأزرق في الشكل 1 (أ)] من أجل التحكم في تأثيرات أخطاء التصنيع. يوضح الشكلان 1 (ب) و (ج) تردد القطع لهذا الهيكل مع أو بدون خطأ في التصنيع. عندما يسقط الضوء بالتردد المشار إليه بالخط الأحمر المتقطع والسهم على هذا الهيكل، فلن يحدث حبس الضوء إلا إذا كان هناك قدر معين من خطأ التصنيع [الشكل 1 (ج)]. أيضًا، النقطة التي أود التأكيد عليها هنا هي أنه نظرًا لتنوع عرض الدليل الموجي، فإن حبس الضوء يحدث فقط عند W0.98. ورغم أن هذه الظاهرة ناتجة عن عشوائية أخطاء التصنيع، إلا أنه من الممكن التحكم في الجزء الذي تحدث فيه تلك العشوائية اعتمادًا على البنية.