Layihəfotonikİnteqrasiya edilmiş dövrə
Photonic inteqrasiya olunmuş sxemlər(Şəkil) tez-tez interferometrlərdə və ya yol uzunluğunda həssas olan digər tətbiqlərdə yol uzunluğunun əhəmiyyəti üzündən riyazi skriptlərin köməyi ilə hazırlanmışdır.PicÇox qatlı bir dafetdə bir çox təbəqəni (adətən 10-30) taxmaqla, çox vaxt GDSII formatında təmsil olunan çoxbucaqlı formadan ibarət bir voberdə istehsal olunur. Faylın fotomask istehsalçısına göndərmədən əvvəl, dizaynın düzgünlüyünü yoxlamaq üçün şəkli simulyasiya edə bilməsi çox arzu olunur. Simulyasiya çox səviyyəyə bölünür: ən aşağı səviyyə, simulyasiyanın alt dalğa uzunluğu səviyyəsində aparıldığı üçölçülü elektromaqnit (EM) simulyasiyasıdır, baxmayaraq ki, materialdakı atomlar arasındakı qarşılıqlı makroskopik miqyasda işlənir. Tipik metodlara üçölçülü sonsuz-fərqli vaxt domeni (3D FDTD) və eigenmode genişləndirilməsi (EME) daxildir. Bu üsullar ən doğrudur, lakin bütün pic simulyasiya vaxtı üçün qeyri-mümkündür. Növbəti səviyyə, sonsuz fərqli şüa yayılması (FD-BPM) kimi 2,5 ölçülü em simulyasiyasıdır. Bu üsullar daha sürətli, lakin bəzi dəqiqliyi qurban verir və yalnız paraksial təbliğatı idarə edə bilər və məsələn, rezonyatorları simulyasiya etmək üçün istifadə edilə bilməz. Növbəti səviyyə 2D FDTD və 2D BPM kimi 2D em simulyasiyadır. Bunlar da daha sürətli, lakin məhdud funksionallıq var, məsələn, qütbləşmə rotatorlarını simulyasiya edə bilməzlər. Daha bir səviyyədə ötürmə və / və ya dağılma matris simulyasiyasıdır. Hər bir əsas komponent giriş və çıxış ilə bir komponentə endirilir və bağlı dalğaguid bir faza dəyişikliyi və attoenasiya elementinə endirilir. Bu simulyasiyalar son dərəcə sürətlidir. Çıxış siqnalı ötürmə matrisini giriş siqnalı ilə vuraraq əldə edilir. Səpələnmə matrixi (elementləri s-parametrlər adlanır) giriş və çıxış siqnallarını komponentin digər tərəfindəki giriş və çıxış siqnallarını tapmaq üçün bir tərəfdən vurur. Əsasən, səpələnmə matrisində elementin içərisində əks olunur. Səpələnmə matrixi ümumiyyətlə hər ölçüdə ötürmə matrixindən iki dəfə çoxdur. Xülasə, 3D em ötürmə / Matrix simulyasiyasını səpələmək üçün, hər simulyasiya təbəqəsi sürətlə və dəqiqlik arasında bir ticarət təqdim edir və dizaynerlər dizaynın doğrulama prosesini optimallaşdırmaq üçün düzgün simulyasiyasını seçirlər.
Bununla birlikdə, müəyyən elementlərin elektromaqnit simulyasiyasına güvənmək və bütün şəkli simulyasiya etmək üçün səpələnmə / köçürmə matrixindən istifadə edərək axın boşqabının qarşısında tamamilə düzgün bir dizayna zəmanət vermir. Məsələn, yanlış hesablanmış yol uzunluğu, yüksək sifarişli rejimləri təsirli şəkildə yatırmaz və ya gözlənilməz birləşmə problemlərinə səbəb olan iki dalğaguidin simulyasiya zamanı aşkarlanmaması ehtimalı var. Buna görə də, inkişaf etmiş simulyasiya vasitələri güclü dizayn doğrulama imkanlarını təmin etsə də, dizayner tərəfindən dizayner tərəfindən yüksək dərəcədə sayıq və diqqətli bir yoxlama tələb edir, praktik təcrübə və texniki biliklərlə birlikdə, işləmə vərəqi və axın vərəqi riskini azaltmaq üçün dizayner tərəfindən yüksək dərəcədə sayıqlıq və diqqətli yoxlama tələb edir.
Samanlu FDTD adlı bir texnikanın 3D və 2D FDTD simulyasiyalarını birbaşa dizayn etmək üçün birbaşa tam bir dizayn dizaynına imkan yaradır. Hər hansı bir elektromaqnit simulyasiya vasitəsi üçün çox böyük miqyaslı bir pik simulyasiya etmək çətin olsa da, seyrək FDTD kifayət qədər böyük bir yerli ərazini təqlid edə bilir. Ənənəvi 3D FDTD-də, simulyasiya müəyyən miqdarda bir miqdarda elektromaqnit sahəsinin altı komponentini başlatmaqla başlayır. Zaman irəlilədikcə, həcmdə yeni sahə komponenti hesablanır və s. Hər addım çox hesablama tələb edir, buna görə uzun müddət çəkir. Sləarak 3D FDTD-də, həcmin hər nöqtəsində hər addımda hesablamaq əvəzinə, bu sahə komponentlərinin siyahısı nəzərə çarpır, bu, ixtiyari böyük bir həcmdə nəzəri olaraq yalnız bu komponentlər üçün hesablanacaq. Hər dəfə addım atın, sahə komponentlərinə bitişik nöqtələr əlavə olunur, müəyyən bir güc həddinin altındakı sahə komponentləri azalır. Bəzi strukturlar üçün bu hesablama ənənəvi 3D FDTD-dən daha sürətli bir neçə böyüklüyə sahib ola bilər. Bununla birlikdə, seyrək FDTDS dispersiv quruluşlarla məşğul olduqda yaxşı nəticə vermir, çünki bu zaman sahəsi çox yayılır, nəticədə çox uzun və idarə etmək çətin olan siyahılarla çox yayılır. Şəkil 1, bir polarizasiya şüa parçalanmasına bənzər 3D FDTD simulyasiyasının nümunə ekran görüntüsünü göstərir (PBS).
Şəkil 1: 3D seyrək FDTD-dən simulyasiya nəticələri. (A) Bir istiqamətləndirici bir bağlayıcı olan quruluşun üst bir görünüşüdür. (B) Quasi-te həyəcanını istifadə edərək bir simulyasiyanın ekran görüntüsünü göstərir. Yuxarıdakı iki diaqram, Quasi-te və Quazi-TM siqnallarının ən yaxşı görünüşünü göstərir və aşağıdakı iki diaqram müvafiq çarpaz hissə görünüşünü göstərir. (C) Quasi-TM həyəcanını istifadə edərək bir simulyasiyanın ekran görüntüsünü göstərir.
Time: Jul-23-2024