Konsepsyon defotonikAwondisman entegre
Sikwi fotonik entegre(PIC) yo souvan ki fèt avèk èd nan Scripts matematik paske nan enpòtans ki genyen nan longè chemen nan interferomètr oswa aplikasyon pou lòt ki sansib a longè chemen.Pise manifaktire pa pattering kouch miltip (tipikman 10 a 30) sou yon wafer, ki konpoze de anpil fòm poligon, souvan reprezante nan fòma a GDSII. Anvan voye dosye a nan manifakti a photomask, li se fòtman dezirab pou kapab simulation pic a verifye Correct nan konsepsyon an. Se simulation a divize an plizyè nivo: nivo ki pi ba a se ki genyen twa dimansyon elektwomayetik (EM) simulation a, kote se simulation a fèt nan nivo a sub-longèdonn, byenke entèraksyon yo ant atòm nan materyèl la yo ap okipe nan echèl la makroskopi. Metòd tipik gen ladan ki genyen twa dimansyon fini-diferans tan-domèn (3D FDTD) ak eigenmode ekspansyon (EME). Metòd sa yo se pi egzat la, men yo pa pratik pou tout tan simulation pic la. Nivo nan pwochen se 2.5-dimansyon simulation EM, tankou fini-diferans pwopagasyon gwo bout bwa (FD-BPM). Metòd sa yo se pi vit, men sakrifye kèk presizyon epi yo ka sèlman okipe paraxial pwopagasyon epi yo pa ka itilize yo simulation rezonan, pou egzanp. Nivo kap vini an se simulation 2d EM, tankou 2d FDTD ak 2d bpm. Sa yo se tou pi vit, men gen limite fonctionnalités, tankou yo pa ka simulation polarizasyon rotators. Yon nivo pli lwen se transmisyon ak/oswa simulation matris simulation. Chak eleman enpòtan redwi a yon eleman ak opinyon ak pwodiksyon, epi li se gid la ki konekte onn redwi a yon chanjman faz ak eleman diminisyon. Similasyon sa yo trè vit. Se siyal la pwodiksyon jwenn nan miltipliye matris la transmisyon pa siyal la opinyon. Matris la simaye (ki gen eleman yo rele S-paramèt) miltipliye siyal yo opinyon ak pwodiksyon sou yon bò yo jwenn siyal yo opinyon ak pwodiksyon sou lòt bò a nan eleman an. Fondamantalman, matris la simaye gen refleksyon an andedan eleman an. Matris la gaye se nòmalman de fwa tankou gwo tankou matris la transmisyon nan chak dimansyon. An rezime, ki soti nan 3D EM transmisyon/simulation matris simulation, chak kouch nan simulation prezante yon komès-off ant vitès ak presizyon, ak konsèpteur chwazi nivo a dwa nan simulation pou bezwen espesifik yo nan optimize pwosesis la validasyon konsepsyon.
Sepandan, repoze sou simulation elektwomayetik nan sèten eleman ak lè l sèvi avèk yon matris simaye/transfè simulation pic a tout antye pa garanti yon konsepsyon konplètman kòrèk la devan plak la koule. Pou egzanp, miscalculated longè chemen, multimod onnguides ki fail efektivman siprime mòd wo-lòd, oswa de gid onn ki twò pre youn ak lòt ki mennen nan pwoblèm kouti inatandi gen plis chans yo ale detèkte pandan simulation. Se poutèt sa, byenke zouti simulation avanse bay kapasite validasyon konsepsyon pwisan, li toujou mande pou yon wo degre de vijilans ak enspeksyon atansyon pa designer a, konbine avèk eksperyans pratik ak konesans teknik, asire presizyon an ak disponiblite nan konsepsyon an ak diminye risk pou yo fèy la koule.
Yon teknik ki rele FDTD rar pèmèt simulasyon 3D ak 2d FDTD yo dwe fè dirèkteman sou yon konsepsyon PIC konplè valide konsepsyon an. Malgre ke li difisil pou nenpòt ki zouti simulation elektwomayetik simulation yon pic gwo echèl, FDTD a rar se kapab simulation yon zòn jistis gwo lokal yo. Nan tradisyonèl 3D FDTD, simulation a kòmanse pa inisyalize sis eleman yo nan jaden an elektwomayetik nan yon volim espesifik quantized. Kòm tan ap pwogrese, se eleman nan jaden nouvo nan volim nan kalkile, ak sou sa. Chak etap mande pou yon anpil nan kalkil, se konsa li pran yon tan long. Nan rar 3D FDTD, olye pou yo kalkile nan chak etap nan chak pwen nan volim nan, se yon lis nan eleman jaden konsève ki ka teyorikman koresponn ak yon volim abitrèman gwo yo epi yo dwe kalkile sèlman pou sa yo konpozan. Nan chak etap tan, pwen adjasan a konpozan jaden yo te ajoute, pandan y ap eleman jaden anba a yon sèten papòt pouvwa yo tonbe. Pou kèk estrikti, kalkil sa a ka plizyè lòd nan grandè pi vit pase tradisyonèl 3D FDTD. Sepandan, FDTDs rar pa fè byen lè fè fas ak estrikti dispèsyon paske jaden sa a tan gaye twòp, sa ki lakòz lis ki twò lontan ak difisil jere. Figi 1 montre yon egzanp D 'nan yon simulation FDTD 3D menm jan ak yon splitter gwo bout bwa polarizasyon (PBS).
Figi 1: Simulation rezilta soti nan 3D rar FDTD. (A) se yon View tèt nan estrikti a ke yo te fo, ki se yon koupleur direksyon. (B) montre yon D nan yon simulation lè l sèvi avèk eksitasyon kazi-te. De dyagram yo pi wo a montre gade nan tèt nan kazi-Te a ak kazi-TM siyal, ak de dyagram yo ki anba a montre korespondan kwa-rejyonal la. (C) montre yon D nan yon simulation lè l sèvi avèk eksitasyon kazi-TM.
Post tan: Jul-23-2024