Endriky nyfotonikafaritra mitambatra
Faritra mitambatra fotonikaNy interferometer (PIC) dia matetika noforonina tamin'ny alalan'ny script matematika noho ny maha-zava-dehibe ny halavan'ny lalana amin'ny interferometer na fampiharana hafa izay mora tohina amin'ny halavan'ny lalana.PICdia amboarina amin'ny alalan'ny fametahana sosona maromaro (matetika 10 ka hatramin'ny 30) amin'ny wafer, izay ahitana endrika marolafy maro, izay matetika aseho amin'ny endrika GDSII. Alohan'ny handefasana ny rakitra any amin'ny mpanamboatra photomask, dia tena ilaina ny ahafahana manahaka ny PIC mba hanamarinana ny fahamarinan'ny famolavolana. Mizara ho ambaratonga maromaro ny simulation: ny ambaratonga ambany indrindra dia ny simulation elektromagnetika (EM) telo refy, izay anaovana ny simulation amin'ny ambaratonga ambanin'ny halavan'ny onjam-peo, na dia karakaraina amin'ny ambaratonga makroskopika aza ny fifandraisana misy eo amin'ny atôma ao amin'ny fitaovana. Ny fomba mahazatra dia ahitana ny sehatra Time-domain telo refy (3D FDTD) sy ny fanitarana eigenmode (EME). Ireo fomba ireo no marina indrindra, saingy tsy azo ampiharina amin'ny fotoana simulation PIC manontolo. Ny ambaratonga manaraka dia ny simulation EM 2.5 refy, toy ny fampielezana taratra misy fahasamihafana voafetra (FD-BPM). Ireo fomba ireo dia haingana kokoa, saingy manao sorona ny fahamarinan'ny sasany ary afaka mitantana ny fampielezana paraxial ihany ary tsy azo ampiasaina hanahaka ny resonators, ohatra. Ny ambaratonga manaraka dia ny simulation EM 2D, toy ny 2D FDTD sy 2D BPM. Ireo koa dia haingana kokoa, saingy voafetra ny fiasany, toy ny tsy ahafahany manahaka ny rotators polarization. Ambaratonga fanampiny dia ny simulation matrix transmission sy/na scattering. Ny singa lehibe tsirairay dia ahena ho singa misy fidirana sy fivoahana, ary ny waveguide mifandray dia ahena ho singa phase shift sy attenuation. Ireo simulation ireo dia tena haingana. Ny signal output dia azo amin'ny fampitomboana ny matrix transmission amin'ny signal input. Ny matrix scattering (izay singa antsoina hoe S-parameters) dia mampitombo ny signal input sy output amin'ny lafiny iray mba hahitana ny signal input sy output amin'ny lafiny iray hafa amin'ny singa. Amin'ny ankapobeny, ny matrix scattering dia misy ny taratra ao anatin'ny singa. Ny matrix scattering dia matetika avo roa heny noho ny matrix transmission amin'ny refy tsirairay. Raha fintinina, manomboka amin'ny EM 3D ka hatramin'ny simulation matrix transmission/scattering, ny sosona simulation tsirairay dia maneho fifanakalozana eo amin'ny hafainganam-pandeha sy ny fahamarinan'ny hazavana, ary ny mpamorona dia misafidy ny ambaratonga simulation mety amin'ny filany manokana mba hanatsarana ny dingana fanamarinana ny famolavolana.
Na izany aza, ny fiankinana amin'ny simulation elektromagnetika amin'ny singa sasany sy ny fampiasana matrice scattering/transfer mba hanahafana ny PIC manontolo dia tsy manome antoka ny famolavolana marina tanteraka eo anoloan'ny takelaka mikoriana. Ohatra, ny halavan'ny lalana tsy voaisa tsara, ny waveguides multimode izay tsy mahomby amin'ny fanakanana ny fomba fiasa avo lenta, na ny waveguides roa izay akaiky loatra ny tsirairay izay mitarika amin'ny olana amin'ny fifandraisana tsy ampoizina dia mety tsy ho hita mandritra ny simulation. Noho izany, na dia manome fahaiza-manao matanjaka amin'ny fanamarinana ny famolavolana aza ny fitaovana simulation mandroso, dia mbola mitaky fitandremana avo lenta sy fanaraha-maso tsara avy amin'ny mpamorona izany, miaraka amin'ny traikefa azo ampiharina sy ny fahalalana ara-teknika, mba hahazoana antoka ny fahamarinan'ny famolavolana sy ny fahatokisana azy ary hampihenana ny mety hisian'ny takelaka mikoriana.
Teknika antsoina hoe sparse FDTD no ahafahana manao simulation FDTD 3D sy 2D mivantana amin'ny endrika PIC feno mba hanamarinana ny endrika. Na dia sarotra ho an'ny fitaovana simulation elektromagnetika aza ny manahaka PIC amin'ny ambaratonga lehibe dia lehibe, ny sparse FDTD dia afaka manahaka faritra eo an-toerana midadasika. Amin'ny FDTD 3D nentim-paharazana, ny simulation dia manomboka amin'ny fanombohana ireo singa enina amin'ny saha elektromagnetika ao anatin'ny volume voafaritra. Rehefa mandroso ny fotoana, dia kajy ny singa saha vaovao ao amin'ny volume, sy ny sisa. Ny dingana tsirairay dia mitaky kajy betsaka, ka maharitra ela izany. Amin'ny sparse 3D FDTD, fa tsy kajy amin'ny dingana tsirairay amin'ny teboka tsirairay amin'ny volume, dia misy lisitry ny singa saha izay tazonina izay mety mifanaraka amin'ny volume lehibe tsy voafehy ary kajy ho an'ireo singa ireo ihany. Amin'ny dingana tsirairay, dia ampiana ireo teboka mifanila amin'ny singa saha, raha ahena kosa ny singa saha ambanin'ny tokonam-pahefana sasany. Ho an'ny rafitra sasany, ity kajy ity dia mety ho haingana kokoa noho ny FDTD 3D nentim-paharazana. Na izany aza, ny FDTDS sparse dia tsy mahomby tsara rehefa miatrika rafitra miparitaka satria miparitaka be loatra ity saha fotoana ity, ka miteraka lisitra lava loatra sy sarotra tantanana. Ny Sary 1 dia mampiseho ohatra amin'ny pikantsarin'ny simulation FDTD 3D mitovy amin'ny polarization beam splitter (PBS).
Sary 1: Vokatra simulation avy amin'ny FDTD sparse 3D. (A) dia fijery ambony amin'ny rafitra alaina simulation, izay coupler directional. (B) Mampiseho pikantsary amin'ny simulation mampiasa quasi-TE excitation. Ny kisary roa etsy ambony dia mampiseho ny fijery ambony amin'ny famantarana quasi-TE sy quasi-TM, ary ny kisary roa etsy ambany dia mampiseho ny fijery cross-sectional mifandraika amin'izany. (C) Mampiseho pikantsary amin'ny simulation mampiasa quasi-TM excitation.
Fotoana fandefasana: 23 Jolay 2024