創(chuàng)建一個芯片到光纖對接耦合器

1、第9課：創(chuàng)建一個芯片到光纖對接耦合器（光學(xué)BPM）本課程將介紹如何創(chuàng)建一個芯片到光纖耦合器。您將創(chuàng)建一個基于橫向尖細(xì)一個簡單的光點尺寸變壓器的模型，如報告中1。 高效芯片到光纖的耦合具有大的定位公差是用于光電集成的半導(dǎo)體器件的應(yīng)用中尤為重要。這樣的偶合需要光束點從有關(guān)模式的1m的低損耗變化到8-10m的范圍內(nèi)的導(dǎo)模在光纖中。 一個兩層光點尺寸變壓器，如圖1所示。該裝置由一個強烈導(dǎo)引兩層輸入波導(dǎo)和一個弱導(dǎo)輸出波導(dǎo)與它們之間的2層側(cè)向錐形部分。我們將考慮尺寸和材料如1（表7）給出。生產(chǎn)過程的細(xì)節(jié)也可以在參考文獻(xiàn)1。   圖1：雙層光點尺寸的變壓器&

2、#160;  材料參數(shù)nCladding（磷化銦）3.1662nSubstrate（磷化銦）3.1662nTopLayer（InGaAsP_top）3.3832nBottomLayer（InGaAsP_bottom）3.2416Ltaper560mWInputTop1.2m的WInputBottom2.4mdCladding5m的數(shù)據(jù)緩沖區(qū)0.4m的dSubstrate5m的dTopLayer0.3微米dBottomLayer0.11微米WOutputTop0.08mWOutputBottom6.0m 表7：材料及參數(shù)  在您開始這一課

3、0;o 熟悉在第1課的程序：入門。o 熟悉在第2課的程序：創(chuàng)建一個簡單的MMI耦合器。o 熟悉在第3課的程序：創(chuàng)建一個單一彎道器 該程序包括：o 限定的材料和波導(dǎo)的芯片到光纖對接耦合器o 定義布局設(shè)置o 創(chuàng)建一個芯片到光纖對接耦合器o 編輯輸入平面o 設(shè)置模擬參數(shù)o 運行模擬 限定的材料和波導(dǎo)的芯片到光纖對接耦合器 要定義材料和渠道芯片到光纖對接耦合器，請執(zhí)行以下步驟。 步行動1創(chuàng)建下面的電介質(zhì)材料：名稱：InGaAs_bottom二維各向同性折光指數(shù)（RE）：3.2416三維各向同性折光指數(shù)（RE）：3.24162創(chuàng)建第二個介質(zhì)材料：產(chǎn)品名稱：磷化銦二

4、維各向同性折光指數(shù)（RE）：3.1662三維各向同性折光指數(shù)（RE）：3.16623創(chuàng)建第三絕緣材料：產(chǎn)品名稱：InGaAs_top二維各向同性折光指數(shù)（RE）：3.3832三維各向同性折光指數(shù)（RE）：3.38324創(chuàng)建以下通道配置文件：配置文件名 稱：InputWgChannel第1層：圖層名稱：BottomLayer寬度：2.4厚度：0.11偏移：0.03D輪廓定義材質(zhì)：InGaAs_bottom第2層：圖層名稱：TopLayer寬度：1.2厚度：0.3偏移：0.03D簡介定義材質(zhì)：InGaAs_top簡介姓名：TopInGaAsChannel圖層名稱：頂部寬度：1.0厚度：0.3偏移：

5、0.03D輪廓定義材質(zhì)：InGaAs_top簡介姓名：BottomInGaAsChannel圖層名稱：底部寬度：1.0厚度：0.11偏移：0.03D輪廓定義材質(zhì)：InGaAs_bottom 注：該二維參數(shù)都不會被使用。該結(jié)構(gòu)可以清楚地模擬僅在3D。   定義布局設(shè)置 要定義布局設(shè)置，請執(zhí)行以下步驟。 步行動1鍵入下面的設(shè)置。a.Wafer尺寸：長：700寬：20覆層：材質(zhì)：磷化銦厚度：5.4基材：材質(zhì)：磷化銦厚度：5.02要應(yīng)用設(shè)置的布局，請單擊OK（確定）。注：沒有必要使模擬空間太寬，因為在網(wǎng)域內(nèi)應(yīng)該不會有大的散射。 &#

6、160;創(chuàng)建一個芯片到光纖對接耦合器 輸入波導(dǎo)將被定義為一個2層的單信道和輸出波導(dǎo)作為一個簡單的1層信道。模型耦合器的錐形部分，我們將分解成定位在彼此的頂部上2個單獨的單層通道。通道中的每一個將是一個線性錐形波導(dǎo)的錐形方向相反。 要創(chuàng)建芯片到光纖對接耦合器，請執(zhí)行以下步驟。 步行動1。繪制和編輯直線輸入波導(dǎo)a.Start偏移：水平：0垂直：0b.End偏移：水平：40垂直：0c.Width：2.4d.Depth：0.4e.Label：線性輸入波導(dǎo)f.Profile ：InputWgChannel2繪制和編輯底部錐形波導(dǎo)。a.Start偏移：水平：40垂直：0b.E

7、nd偏移：水平：600垂直：0c.Start寬度：2.4D.END寬度：6.0e.Depth：0.4f.Label ：錐度Linear底部g.Profile：BottomInGaAsChannel3繪制和編輯直接輸出波導(dǎo)。a.Start偏移：水平：600垂直：0b.End偏移：水平：700垂直：0c.Width：6.0d.Depth：0.4e.Label：LinearOutputf.Profile：BottomInGaAsChannel 注意：請注意深度參數(shù)的值設(shè)置為0.4。這將放置在波導(dǎo)0.4微米的基板上方的底部，留在緩沖層上的空間。由于緩沖區(qū)是由相同的材料作為包層和襯底，就沒有必

8、要進(jìn)行進(jìn)一步的關(guān)注。所得的布局應(yīng)類似于圖2。    圖2：布局設(shè)計   4繪制和編輯的頂部錐形波導(dǎo)。注意：為了確保最佳波導(dǎo)是在底1的上方，以確保最佳波導(dǎo)的深度被設(shè)定為（緩沖液+底層厚度）0.4 + 0.11 = 0.51。一個。開始偏移量：水平：40 垂直：0 b.End偏移：水平：600垂直：0 c.Start寬度：1.2 D.END寬度：0.08 e.Depth：0.51 f.Label：錐度Linear熱門g.Profile：TopInGaAsChannel&

9、#160;5 將輸入的平面。  編輯輸入平面編輯輸入平面上的值，請執(zhí)行以下步驟。 步行動1雙擊輸入平面。的輸入平面對話框（參見圖3）。2鍵入下列數(shù)值：一，出發(fā)場：模式：B Z位置：03點擊輸入欄位的3D選項卡。4單擊編輯。該輸入字段對話框（參見圖4）。5在窗下波導(dǎo)，選中相應(yīng)的復(fù)選框（見圖4）。6單擊添加。下的項目波導(dǎo)下移動到窗口的字段。7要返回到輸入平面對話框中，單擊OK（確定）。8要返回到布局窗口中，單擊OK（確定）。    圖3：輸入平面對話框    圖4：輸入

10、字段對話框  得到的布局應(yīng)該是一個類似于圖5中找到。    圖5：布局設(shè)計，頂部波導(dǎo)  設(shè)置模擬參數(shù) 當(dāng)設(shè)置仿真參數(shù)，調(diào)整網(wǎng)格點的數(shù)量，使結(jié)果的分辨率是令人滿意的（在這種情況下，201×201），你可能還需要調(diào)整視圖剪切坐標(biāo)，這樣就可以通過區(qū)域削減觀察的模擬過程中的興趣。在這個例子中，觀看平面交叉二者在垂直方向（x0.0）的波導(dǎo)管和底波導(dǎo)在橫向方向（y0.5）。 要設(shè)置仿真參數(shù)，請執(zhí)行以下步驟。 步行動1從模擬菜單中，選擇仿真參數(shù)，該仿真參數(shù)對話框。2點擊全局?jǐn)?shù)據(jù)選項卡，然后

11、鍵入以下設(shè)置：a.Reference指數(shù)：莫代爾b.Wavelength：1.550000c.Number顯示器：1003單擊三維各向同性選項卡，然后鍵入以下設(shè)置：a.Polarization：半矢量，TE點b.Number：201 x 201c.View切割：iX被網(wǎng)狀鉑：101（x位置0）ii.Y網(wǎng)PT：107（y位置0）d.Propagation步驟：1.55   運行模擬 運行仿真，請執(zhí)行以下步驟： 步行動1從模擬菜單中，選擇計算三維各向同性計算。出現(xiàn)仿真參數(shù)對話框。2點擊3D選項卡并檢查設(shè)置（參見圖6）。3開始模擬。結(jié)果顯示在布局。參見圖7，圖8，圖9為結(jié)果的例子。    圖6：仿真參數(shù)對話框     圖7：XZ防爆與RIdx結(jié)果     圖8：YZ前與RIdx結(jié)果    圖9：防爆XY結(jié)果 - 2D     圖10 R