फोटोनिक एकीकृत सर्किट को डिजाइन

को डिजाइनफोटोएकीकृत सर्किट

फोटोनिक ACTERIGERT सर्किटहरू(तस्विर) अक्सर गणितीय स्क्रिप्टको सहयोगमा डिजाइन हुन्छ किनभने इन्द्रफ़र वा अन्य अनुप्रयोगहरूमा टेही लम्बाइको महत्त्वको महत्त्वको कारण जुन पथको लम्बाइमा संवेदनशील हुन्छ।चित्रबहु तहहरू प्याटर्रिंग द्वारा बनाइएको छ (सामान्यतया 10 देखि) मा, जो धेरै बहुभुज आकारको मिलेर बनेको छ, प्राय: GDSII ढाँचामा प्रतिनिधित्व गर्दछ। Plasomas निर्माता मा फाईल पठाउनु अघि, डिजाइन को सहीपन प्रमाणित गर्न को लागी एक pic अनुपात गर्न को लागी सक्षम हुन दृढ छ। सिमुलेशन बहु तहमा विभाजन गरिएको छ: सबैभन्दा कम स्तर तीन-आयामी इलेक्ट्रोमगेटिक (EM) सिमुलेसन हो, जहाँ सामग्रीमा प cयणहरू बीचको अन्तर्क्रियाहरू म्याक्सोकोपिक मापनमा सम्मिलित छन्। विशिष्ट विधिहरू समावेश तीन आयामी सीमित-फरक समय-डोमेन (थ्रीडी fdtd) र Eigenoode विस्तार (EME) समावेश गर्दछ। यी विधिहरू सब भन्दा सहि हुन्, तर सम्पूर्ण तस्वीर नक्कली समयका लागि अव्यावहारिक छन्। अर्को स्तर 2.5-आयामी EM सिमुलेसन हो, जस्तै सीमित-फरक बीम प्रस्ताव (FD-BPM)। यी विधिहरू धेरै छिटो छन्, तर केही सटीकता बलिदान र केवल प्यारान्सियल प्रदर्शन गर्न सक्दछ र उदाहरणका लागि Sondanters अनुमानित गर्न प्रयोग गर्न सकिदैन, उदाहरणका लागि। अर्को स्तर 2D EMM सिमुलेसन हो, जस्तै 2D FDTD र 2D बीपीएम। यी पनि छिटो छन्, तर सीमित कार्यक्षमता छ, जस्तै उनीहरूले ध्रुवीकरण रोटर्सहरूको नक्कल गर्न सक्दैनन्। अर्को स्तर ट्रान्समिट र / वा मार्टियर सिमुलेशन हो। प्रत्येक प्रमुख घटक इनपुट र आउटपुटको साथ घटकमा कम गरिन्छ, र जडित वेदीगढी एक चरण शिफ्ट र सुव्यवस्था तत्वमा कम हुन्छ। यी अनुकरणहरू धेरै छिटो छन्। आउटपुट संकेत इनपुट संकेत द्वारा प्रसारण म्याट्रिक्सलाई गुणा गरेर प्राप्त गरिन्छ। तितरबेटिंग म्याट्रिक्स (जसको तत्वहरू एस-प्यारामिटरहरू भनिन्छ) एक पक्षमा इनपुट र आउटपुट संकेतहरू गुणा गर्दछ जुन कम्पोनेन्टको अर्को पक्षमा इनपुट र आउटपुट संकेतहरू फेला पार्दछ। मूल रूपमा, तितरनाक म्याट्रिक्समा तत्व भित्र प्रतिबिम्ब समावेश गर्दछ। तितरबितर म्याट्रिक्स प्रत्येक आयाम मा प्रसारण म्याट्रिक्स जत्तिकै ठूलो छ। सारांशमा, थ्रीडीएचडी-बाट प्रसारण / मार्टिक्स सिमुलेशन गर्न, सिमुलिक्स सिमुलेशनको प्रत्येक तहले स्पर्श र डिजाइनरहरूको सही स्तर प्रस्तुत गर्दछ।

जहाँसम्म, निश्चित तत्वहरूको इलेक्ट्रोमाग्नेटिक सिमुलेशनमा निर्भर गर्दछ र सम्पूर्ण तस्वीर नक्कल गर्नको लागि एक स्क्याटर / ट्रान्सफर म्याट्रिक्स प्रयोग गरी प्रवाह प्लेटको अगाडि पूर्ण रूपमा सही डिजाइनको ग्यारेन्टी छैन। उदाहरण को लागी, दु: खी मार्ग लम्बाई, बहु-अर्डर मोडहरु, वा दुई तरंगहरु लाई प्रभावी छ कि एक अर्काको नजिक छ अप्रत्याशित जोडी समस्याहरु को लागी एक अर्काको नजिक जान सक्छ। तसर्थ, उन्नत सिमुलेन उपकरणहरूले शक्तिशाली डिजाइन प्रमाणीकरण क्षमताहरू प्रदान गर्दछ, यसलाई अझै पनि डिजाइनर र प्राविधिक ज्ञानको आवश्यकता छ, व्यावहारिकता र प्रवाह पानाको जोखिम कम गर्न।

स्मारक FDTD भनिने प्रविधिले s0 र 2D fddd सिमुकलहरूलाई सिधा प्रदर्शन गर्न अनुमति दिईन्छ। यद्यपि धेरै ठूलो स्केल तस्वीर नक्कल गर्न कुनै पनि इलेक्ट्रोमागेटिक सिमुलेन्स उपकरणको लागि गाह्रो छ, विरल फेड फ्र्याटी पर्याप्त स्थानीय क्षेत्र अनुकरण गर्न सक्षम छ। परम्परागत थ्रीडी एफडीटीडीमा, सिमुलेशन एक विशिष्ट मात्रामा इलेक्ट्रोमगनेटिक क्षेत्रको छ कम्पन्टहरू सुरु गरेर सुरु हुन्छ। समय पछि बढ्दै जाँदा, भोल्युममा नयाँ क्षेत्र कम्पोनेन्ट गणना गरिन्छ, र यस्तै। प्रत्येक चरणलाई धेरै गणना चाहिन्छ, त्यसैले यसले लामो समय लिन्छ। दिवरी 3 डीएसडीडीमा, भोल्युमको प्रत्येक चरणमा गणना गर्नुको सट्टा क्षेत्र कम्पोनेन्टहरूको सूची कायम गरिएको छ जुन सैद्धान्तिक रूपमा एक मनमानीको ठूलो खण्डमा मिल्छ र केवल एक व्यक्तित्वको हिसाबले गणना गर्न सकिन्छ। प्रत्येक पटक चरणमा, क्षेत्र अवयवहरू नजिकै पोइन्टहरू थपिएका छन्, जबकि एक निश्चित शक्ति थ्रेसोल्ड तल क्षेत्र कम्पोनेन्टहरू हराए। केही संरचनाहरूको लागि, यो गणना परम्परागत थ्रीडी एफडीटीडी भन्दा ठूलो परिमाणको धेरै अर्डर हुन सक्छ। यद्यपि फैशर fdts ले सुस्तपाकारी संरचनाहरूको सामना गर्दा राम्रो प्रदर्शन गर्दैन किनकि यस पटक क्षेत्रले धेरै धेरै फैलिन्छ, परिणामस्वरूप सूचिहरू जुन लामो र प्रबन्ध गर्न गाह्रो हुन्छ। चित्र 1 ले एक 3DD FDTDD BOMALALES को स्क्रिनशट देखाउँदछ जुन ध्रुवीकरण बीम स्प्लिटर (PBS) को समान।

चित्र 1: थ्रेड विरड fdtd बाट नक्कल परिणामहरू। (A) संरचनाको शीर्ष दृश्य हो, जुन एक दिशात्मक दम्पती हो। (ख) क्रीमी-टेनिवृत्ति प्रयोग गरेर सिमुलेशनको स्क्रिनशट देखाउँदछ। माथिका दुई रेखाचित्रहरूले क्वाससी-टी र क्मिई-टीएचलहरू र दुई रेखाचित्रहरूको शीर्ष दृश्य देखाउँछन्, र दुई रेखाचित्र तल क्रस-अनुभागीय दृश्य देखाउँदछ। (ग) अर्ध-टीएम शीच्छता प्रयोग गरेर सिमुलेशनको स्क्रिनशट देखाउँदछ।