There has been a huge surge in data traffic all over the world due to the rise of streamingmedia services and connected devices. The current demand in data traffic has alreadypushed the optical fiber in the internet architecture to the network edges and the trend isto push it as close as possible, to the CPU. Silicon photonics addresses this challenge byenabling miniaturized optical devices that use light to move huge amounts of data at veryhigh speeds with extremely low power. To further improve the data transmission capacity,one can make use of different polarizations of light. However, to take advantage ofdifferent polarizations, devices with on-chip polarization rotation capability are required.This is achieved by a tunable polarization rotator. Moreover, full control of polarizationrotation can also be utilized to realize a new class of components in integrated photonicsincluding polarization mode modulators, multiplexers, filters, as well as switches foradvanced optical signal processing, coherent communications, and sensing.This thesis introduces a novel tunable polarization rotator that uses microelectromechanicalsystems (MEMS) as its actuation principle. When voltage is applied to a MEMStunable silicon cantilever, a mechanical movement occurs, which in turn affects theoptical mode shape travelling through a waveguide, as a result of which the polarizationis rotated. In this work, a MEMS tunable polarization rotator is designed, fabricated,and characterized with a polarization extinction ratio of 10 dB, which works in 1530nm -1570nm wavelength spectrum. In addition to the MEMS tunable polarization rotator,in this thesis, a free standing polarization beam splitter of length 1.4 μm, the shortestreported to-date to our knowledge, was designed, fabricated, and characterized. Thetunable polarization rotator and beam splitter developed in this thesis have the potentialto increase the bandwidth and flexibility of current optical communication networks, andfind further applications in polarization diversity schemes for sensing. / Mängden datatrafik i världen har växt explosionsartat de senaste åren på grund av detökade antalet uppkopplade enheter samt det snabbt växande tjänsterna för strömmad media. Det stora databehovet har redan gjort det nödvändigt att använda högkapacitiva optiska länkar hela vägen till nätverkets kanter och trenden är att optisk dataöverföring används närmare och närmare själva CPU:erna i datorerna som utgör källa och slutpunkt för all data på Internet. Kiselfotonik möter denna utmaning genom att möjliggöra miniatyriserade optiska system som använder ljus för att snabbt överföra stora mängder data med liten effektförbrukning. För att öka kapaciteten ännu mer kan man använda sig av ljusets polarisation. För att göra detta måste man tillhandahålla system för att vrida polarisation på chipp-nivå vilket man kan åstadkomma med en avstämbar polarisationsvridare. Utöver en ökad kapacitet kan den nya kontrollen över polarisation även användas för att skapa nya typer av integrerade optiska komponenter som polarisationsbaserade modulatorer, multiplexers, filter, såväl som switchar för optisk signalbehandling, koherent kommunikation och avkänning.Denna avhandling presenterar en ny avstämbar polarisationsvridare som använder en mikroelektromekanisk (MEMS) aktuator. När en spänning är applicerad på en MEMS balk skapas en mekanisk rörelse som i sin tur påverkar den optiska mod-bilden som propagerar i en integrerad optisk vågledare vilket resulterar i att polarisationen vrids. Denna avhandling innehåller design, tillverkning och karakterisering av en avstämbar polarisationsvridare med en polariseringsgrad på 10 dB i våglängdsområdet 1530-1570 nm. Utöver det presenteras design, tillverkning och karakterisering av frihängande polarisationsfördelare med en längd på endast 1.4 µm, den kortaste hittills rapporterad. Dessa komponenter har potentialen att öka bandbredden och flexibilite befintligaoptiska kommunikationsnät och hitta nya tillämpningar i sensorsystem.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:UPSALLA1/oai:DiVA.org:kth-256070 |
| Date | January 2016 |
| Creators | Das, Sandipan |
| Publisher | KTH, Skolan för elektroteknik och datavetenskap (EECS) |
| Source Sets | DiVA Archive at Upsalla University |
| Language | English |
| Detected Language | Swedish |
| Type | Student thesis, info:eu-repo/semantics/bachelorThesis, text |
| Format | application/pdf |
| Rights | info:eu-repo/semantics/openAccess |
| Relation | TRITA-EE, 1653-5146 ; 2016:116 |
Page generated in 0.0019 seconds