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體器件的應用中尤為重要。這樣的偶合需要光束點從有關模式的1m的低損耗變化到8-10m的范圍內的導模在光纖中。 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引兩層輸入波導和一個弱導輸出波導與它們之間的2層側向錐形部分。我們將考慮尺寸和材料如1（表7）給出。生產過程的細節(jié)也可以在參考文獻1。   圖1：雙層光點尺寸的變壓器&

2、#160;  材料參數nCladding（磷化銦）3.1662nSubstrate（磷化銦）3.1662nTopLayer（InGaAsP_top）3.3832nBottomLayer（InGaAsP_bottom）3.2416Ltaper560mWInputTop1.2m的WInputBottom2.4mdCladding5m的數據緩沖區(qū)0.4m的dSubstrate5m的dTopLayer0.3微米dBottomLayer0.11微米WOutputTop0.08mWOutputBottom6.0m 表7：材料及參數  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 限定的材料和波導的芯片到光纖對接耦合器o 定義布局設置o 創(chuàng)建一個芯片到光纖對接耦合器o 編輯輸入平面o 設置模擬參數o 運行模擬 限定的材料和波導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)建下面的電介質材料：名稱：InGaAs_bottom二維各向同性折光指數（RE）：3.2416三維各向同性折光指數（RE）：3.24162創(chuàng)建第二個介質材料：產品名稱：磷化銦二

4、維各向同性折光指數（RE）：3.1662三維各向同性折光指數（RE）：3.16623創(chuàng)建第三絕緣材料：產品名稱：InGaAs_top二維各向同性折光指數（RE）：3.3832三維各向同性折光指數（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：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：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：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：InGaAs_bottom 注：該二維參數都不會被使用。該結構可以清楚地模擬僅在3D。   定義布局設置 要定義布局設置，請執(zhí)行以下步驟。 步行動1鍵入下面的設置。a.Wafer尺寸：長：700寬：20覆層：材質：磷化銦厚度：5.4基材：材質：磷化銦厚度：5.02要應用設置的布局，請單擊OK（確定）。注：沒有必要使模擬空間太寬，因為在網域內應該不會有大的散射。 &#

6、160;創(chuàng)建一個芯片到光纖對接耦合器 輸入波導將被定義為一個2層的單信道和輸出波導作為一個簡單的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f.Profile ：InputWgChannel2繪制和編輯底部錐形波導。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。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：請注意深度參數的值設置為0.4。這將放置在波導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、要進行進一步的關注。所得的布局應類似于圖2。    圖2：布局設計   4繪制和編輯的頂部錐形波導。注意：為了確保最佳波導是在底1的上方，以確保最佳波導的深度被設定為（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，選中相應的復選框（見圖4）。6單擊添加。下的項目波導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  得到的布局應該是一個類似于圖5中找到。    圖5：布局設計，頂部波導  設置模擬參數 當設置仿真參數，調整網格點的數量，使結果的分辨率是令人滿意的（在這種情況下，201×201），你可能還需要調整視圖剪切坐標，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）的波導管和底波導在橫向方向（y0.5）。 要設置仿真參數，請執(zhí)行以下步驟。 步行動1從模擬菜單中，選擇仿真參數，該仿真參數對話框。2點擊全局數據選項卡，然后

11、鍵入以下設置：a.Reference指數：莫代爾b.Wavelength：1.550000c.Number顯示器：1003單擊三維各向同性選項卡，然后鍵入以下設置：a.Polarization：半矢量，TE點b.Number：201 x 201c.View切割：iX被網狀鉑：101（x位置0）ii.Y網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。出現仿真參數對話框。2點擊3D選項卡并檢查設置（參見圖6）。3開始模擬。結果顯示在布局。參見圖7，圖8，圖9為結果的例子。    圖6：仿真參數對話框     圖7：XZ防爆與RIdx結果     圖8：YZ前與RIdx結果    圖9：防爆XY結果 - 2D     圖10 R