Apẹrẹ tiphotonicese Circuit
Photonic ese iyika(PIC) jẹ apẹrẹ nigbagbogbo pẹlu iranlọwọ ti awọn iwe afọwọkọ mathematiki nitori pataki gigun ọna ni awọn interferometers tabi awọn ohun elo miiran ti o ni itara si gigun ọna.PICti ṣelọpọ nipasẹ pattering ọpọ fẹlẹfẹlẹ (paapa 10 to 30) lori a wafer, eyi ti o wa ni kq ti ọpọlọpọ awọn onigun mẹrin ni nitobi, igba ni ipoduduro ninu awọn GDSII kika. Ṣaaju ki o to fi faili ranṣẹ si olupese fotomask, o jẹ iwunilori pupọ lati ni anfani lati ṣe adaṣe PIC lati rii daju pe o tọ ti apẹrẹ naa. Simulation ti pin si awọn ipele pupọ: ipele ti o kere julọ jẹ kikopa onisẹpo onisẹpo mẹta (EM), nibiti a ti ṣe simulation ni ipele iha-wefulenti, botilẹjẹpe awọn ibaraenisepo laarin awọn atomu ninu ohun elo ni a mu ni iwọn macroscopic. Awọn ọna ti o wọpọ pẹlu iyatọ-iwọn onisẹpo-mẹta-ipari akoko-ašẹ (3D FDTD) ati imugboroja eigenmode (EME). Awọn ọna wọnyi jẹ deede julọ, ṣugbọn ko ṣe iṣe fun gbogbo akoko kikopa PIC. Ipele t’okan jẹ kikopa 2.5-onisẹpo EM, gẹgẹbi isọdọtun-iyatọ tan ina (FD-BPM). Awọn ọna wọnyi yiyara pupọ, ṣugbọn rubọ diẹ ninu deede ati pe o le mu itankale paraxial nikan ati pe a ko le lo lati ṣe adaṣe awọn resonators, fun apẹẹrẹ. Ipele ti o tẹle jẹ kikopa 2D EM, gẹgẹbi 2D FDTD ati 2D BPM. Iwọnyi tun yara yiyara, ṣugbọn ni iṣẹ ṣiṣe to lopin, bii wọn ko le ṣe adaṣe awọn iyipo polarization. Ipele siwaju sii jẹ gbigbe ati/tabi simulation matrix tuka. Kọọkan pataki paati ti wa ni dinku si a paati pẹlu input ki o si wu, ati awọn ti sopọ waveguide ti wa ni dinku si a alakoso naficula ati attenuation ano. Awọn iṣeṣiro wọnyi ni iyara pupọ. Ifihan agbara ti njade ni a gba nipasẹ isodipupo matrix gbigbe nipasẹ ifihan agbara titẹ sii. Matrix itọka (ti awọn eroja ti a pe ni S-parameters) ṣe isodipupo titẹ sii ati awọn ifihan agbara jade ni ẹgbẹ kan lati wa awọn ifihan agbara titẹ sii ati awọn ifihan agbara ni apa keji paati naa. Ni ipilẹ, matrix pipinka ni irisi inu eroja naa. Matrix pipinka jẹ igbagbogbo lẹmeji bi o tobi bi matrix gbigbe ni iwọn kọọkan. Ni akojọpọ, lati 3D EM si simulation matrix simulation / tuka, kọọkan Layer ti simulation ṣe afihan iṣowo-pipa laarin iyara ati deede, ati awọn apẹẹrẹ yan ipele ti o tọ ti kikopa fun awọn iwulo pato wọn lati mu ilana imudasi apẹrẹ.
Sibẹsibẹ, gbigbekele simulation itanna ti awọn eroja kan ati lilo matrix tituka / gbigbe lati ṣe afiwe gbogbo PIC ko ṣe iṣeduro apẹrẹ pipe pipe ni iwaju awo sisan. Fun apẹẹrẹ, awọn gigun ọna ti ko tọ, awọn itọsọna igbi multimode ti o kuna lati mu imunadoko mu awọn ipo aṣẹ-giga, tabi awọn itọsọna igbi meji ti o sunmo ara wọn ju ti o yori si awọn iṣoro iṣọpọ airotẹlẹ le ṣee ṣe airotẹlẹ lakoko simulation. Nitorinaa, botilẹjẹpe awọn irinṣẹ kikopa ilọsiwaju pese awọn agbara afọwọsi apẹrẹ ti o lagbara, o tun nilo alefa giga ti iṣọra ati akiyesi iṣọra nipasẹ apẹẹrẹ, ni idapo pẹlu iriri iṣe ati imọ-ẹrọ, lati rii daju deede ati igbẹkẹle apẹrẹ ati dinku eewu ti sisan dì.
Ilana kan ti a pe ni FDTD fọnka ngbanilaaye awọn iṣeṣiro 3D ati 2D FDTD lati ṣe taara lori apẹrẹ PIC pipe lati fọwọsi apẹrẹ naa. Botilẹjẹpe o ṣoro fun eyikeyi ohun elo kikopa eletiriki lati ṣe adaṣe iwọn iwọn pupọ pupọ PIC, FDTD fọnka ni anfani lati ṣe adaṣe agbegbe agbegbe ti o tobi pupọ. Ni 3D FDTD ti aṣa, kikopa bẹrẹ nipasẹ pilẹṣẹ awọn paati mẹfa ti aaye itanna laarin iwọn didun kan pato. Bi akoko ti nlọsiwaju, paati aaye tuntun ninu iwọn didun ti wa ni iṣiro, ati bẹbẹ lọ. Igbesẹ kọọkan nilo iṣiro pupọ, nitorinaa o gba akoko pipẹ. Ni FDTD 3D fọnka, dipo ṣiṣe iṣiro ni igbesẹ kọọkan ni aaye kọọkan ti iwọn didun, atokọ ti awọn paati aaye ti wa ni itọju ti o le ni ibamu pẹlu imọ-jinlẹ si iwọn didun nla lainidii ati ṣe iṣiro fun awọn paati yẹn nikan. Ni igbesẹ akoko kọọkan, awọn aaye ti o wa nitosi awọn paati aaye ni a ṣafikun, lakoko ti awọn paati aaye ni isalẹ iloro agbara kan ti lọ silẹ. Fun diẹ ninu awọn ẹya, iṣiro yii le jẹ awọn aṣẹ pupọ ti titobi yiyara ju FDTD ibile 3D. Bibẹẹkọ, FDTDS fọnka ko ṣiṣẹ daradara nigbati o ba n ṣe pẹlu awọn ẹya itọka nitori aaye akoko yii tan kaakiri pupọ, ti o fa awọn atokọ ti o gun ju ati pe o nira lati ṣakoso. Nọmba 1 ṣe afihan sikirinifoto apẹẹrẹ ti kikopa FDTD 3D kan ti o jọra si pipin tan ina pola (PBS).
olusin 1: Awọn abajade kikopa lati 3D fọnka FDTD. (A) jẹ wiwo ti o ga julọ ti eto ti a ṣe adaṣe, eyiti o jẹ olutọpa itọnisọna. (B) Ṣe afihan sikirinifoto ti kikopa kan nipa lilo itara quasi-TE. Awọn aworan atọka meji ti o wa loke fihan iwo oke ti quasi-TE ati quasi-TM awọn ifihan agbara, ati awọn aworan atọka meji ti o wa ni isalẹ ṣe afihan wiwo apakan-agbelebu ti o baamu. (C) Ṣe afihan sikirinifoto ti simulation kan nipa lilo itara quasi-TM.
Akoko ifiweranṣẹ: Jul-23-2024