Фотоник интеграль схеманың дизайны

Дизайнфотоникинтеграль схема

Фотоник интеграль схемалар(PIC) еш кына математик сценарийлар ярдәмендә эшләнгән, интерферометрларда яки юл озынлыгына сизгер булган башка кушымталарда юл озынлыгының мөһимлеге.PICкүп катламлы формалардан торган, еш кына GDSII форматында күрсәтелгән ваферда берничә катлам (гадәттә 10-30) паттерлау белән җитештерелә. Файлны фотомаск җитештерүчегә җибәргәнче, дизайнның дөреслеген тикшерү өчен PIC-ны охшату бик кирәк. Симуляция берничә дәрәҗәгә бүленә: иң түбән дәрәҗә - өч үлчәмле электромагнит (EM) симуляциясе, анда симуляция дулкын озынлыгы дәрәҗәсендә башкарыла, гәрчә материалдагы атомнар үзара тәэсир итү макроскопик масштабта эшләнә. Типик ысулларга өч үлчәмле чикле аерма Вакыт-домен (3D FDTD) һәм эигенмод киңәйтү (EME) керә. Бу ысуллар иң төгәл, ләкин бөтен PIC симуляция вакыты өчен файдасыз. Киләсе дәрәҗә - 2,5 үлчәмле EM симуляциясе, мәсәлән, чикле аерма нурлары таралуы (FD-BPM). Бу ысуллар күпкә тизрәк, ләкин ниндидер төгәллекне корбан итәләр һәм параксиаль таралуны гына башкара алалар, мәсәлән, резонаторларны охшату өчен кулланылмыйлар. Киләсе дәрәҗә 2D FDDD һәм 2D BPM кебек 2D EM симуляциясе. Болар шулай ук ​​тизрәк, ләкин чикләнгән функциональлеге бар, мәсәлән, алар поляризация ротаторларын охшата алмыйлар. Алга таба дәрәҗә - тапшыру һәм / яки матрица симуляциясе. Eachәрбер төп компонент кертү һәм чыгу компоненты белән кыскартыла, һәм тоташтырылган дулкынландыргыч фаза сменасына һәм сүндерү элементына кадәр киметелә. Бу симуляцияләр бик тиз. Чыгыш сигналы тапшыру матрицасын кертү сигналы белән тапкырлау белән алына. Чәчелгән матрица (аның элементлары S-параметрлары дип атала) компонентның икенче ягында кертү һәм чыгу сигналларын табу өчен бер яктан кертү һәм чыгу сигналларын тапкырлый. Нигездә, таралу матрицасы элемент эчендә чагылышны үз эченә ала. Чәчелгән матрица гадәттә һәр үлчәмдәге тапшыру матрицасыннан ике тапкыр зуррак. Йомгаклап әйткәндә, 3D EM-тан матрица симуляциясен тапшыру / тарату өчен, симуляциянең һәр катламы тизлек һәм төгәллек арасында сәүдә тәкъдим итә, һәм дизайнерлар дизайн тикшерү процессын оптимальләштерү өчен конкрет ихтыяҗлары өчен дөрес симуляция дәрәҗәсен сайлыйлар.

Ләкин, кайбер элементларның электромагнит симуляциясенә таяну һәм бөтен PIC-ны охшату өчен таралу / тапшыру матрицасын куллану агым тәлинкәсе алдында бөтенләй дөрес дизайнга гарантия бирми. Мәсәлән, дөрес булмаган исәпләнгән юл озынлыгы, югары тәртип режимын эффектив бастыра алмаган мультимодлы дулкынландыргычлар, яисә көтелмәгән кушылу проблемаларына китергән бер-берсенә бик якын булган ике дулкынландыргыч, симуляция вакытында ачыкланмаска мөмкин. Шуңа күрә, алдынгы симуляция кораллары дизайнның көчле тикшерү мөмкинлекләрен тәэмин итсәләр дә, проектның төгәллеген һәм ышанычлылыгын тәэмин итү һәм куркынычны киметү өчен, практик тәҗрибә һәм техник белемнәр белән берлектә, дизайнер тарафыннан югары уяулык һәм сак тикшерү таләп ителә. агым таблицасы.

Сирәк FDTD дип аталган техника 3D һәм 2D FDTD симуляцияләрен дизайнны раслау өчен тулы PIC дизайнында турыдан-туры башкарырга мөмкинлек бирә. Электромагнит симуляция коралына бик зур масштаблы PIC охшату кыен булса да, сирәк FDTD шактый зур җирле өлкәне охшата ала. Традицион 3D FDTDда симуляция электромагнит кырының алты компонентын билгеле күләм күләмендә башлау белән башлана. Вакыт үтү белән, күләмдәге яңа кыр компоненты исәпләнә һ.б. Eachәр адым бик күп исәпләү таләп итә, шуңа күрә күп вакыт кирәк. Сирәк 3D FDTD, күләмнең һәр ноктасында һәр адымда исәпләү урынына, кыр компонентлары исемлеге саклана, алар теоретик яктан зур күләмгә туры килә һәм шул компонентлар өчен генә исәпләнә ала. Stepәр адымда кыр компонентларына янәшә нокталар өстәлә, шул ук вакытта билгеле бер көч бусагасыннан кыр компонентлары ташлана. Кайбер структуралар өчен бу исәпләү традицион 3D FDTDга караганда тизрәк зурлыктагы берничә заказ булырга мөмкин. Ләкин, сирәк FDTDS дисперсив структуралар белән эш иткәндә яхшы эшләми, чөнки бу вакыт кыры бик тарала, нәтиҗәдә исемлекләр бик озын һәм идарә итү авыр. 1 нче рәсемдә поляризация нуры сплитерына охшаган 3D FDTD симуляциясенең скриншоты күрсәтелгән.

Рәсем 1: 3D сирәк FDTD симуляция нәтиҗәләре. А) симуляцияләнгән структураның иң югары күренеше, ул юнәлешле куплер. Б) квази-TE дулкынлануы ярдәмендә симуляциянең скриншотын күрсәтә. Aboveгарыдагы ике схемада квази-TE һәм квази-ТМ сигналларының өске күренеше күрсәтелә, һәм астагы ике схемада тиешле кисемтәләр күренеше күрсәтелә. (C) Квази-ТМ дулкынлануы ярдәмендә симуляциянең скриншотын күрсәтә.


Пост вакыты: 23-2024 июль