ДызайнфатонныяУбудаваная схема
Фатонныя інтэграваныя схемы(PIC) часта распрацаваны пры дапамозе матэматычных сцэнарыяў з -за важнасці даўжыні шляху ў інтэрферометрах ці іншых прыкладаннях, якія адчувальныя да даўжыні шляху.Фотавырабляецца пры дапамозе шматразовага пласта (звычайна ад 10 да 30) на пласціны, якія складаюцца з мноства палігональных формаў, якія часта прадстаўлены ў фармаце GDSII. Перш чым адпраўляць файл вытворцу PhotomAsk, вельмі пажадана мець магчымасць мадэляваць малюнак, каб праверыць правільнасць дызайну. Мадэляванне дзеліцца на некалькі ўзроўню: самым нізкім узроўнем з'яўляецца трохмернае электрамагнітнае (ЭМ) мадэляванне, дзе мадэляванне праводзіцца на ўзроўні даўжыні хвалі, хоць узаемадзеянне паміж атамамі ў матэрыяле апрацоўваецца ў макраскапічнай шкале. Тыповыя метады ўключаюць у сябе трохмерную канчатковую розніцу часу (3D FDTD) і пашырэнне ўласнага моду (EME). Гэтыя метады з'яўляюцца найбольш дакладнымі, але немэтазгоднымі для ўсяго часу мадэлявання малюнка. Наступным узроўнем-2,5-мернае мадэляванне EM, напрыклад, распаўсюджванне прамянёў канчатковай розніцы (FD-BPM). Гэтыя метады значна хутчэйшыя, але ахвяруюць пэўнай дакладнасцю і могуць апрацоўваць толькі параксіальнае распаўсюджванне і, напрыклад, нельга выкарыстоўваць для мадэлявання рэзанатараў. Наступным узроўнем - мадэляванне 2D EM, напрыклад, 2D FDTD і 2D BPM. Яны таксама хутчэй, але маюць абмежаваную функцыянальнасць, напрыклад, яны не могуць імітаваць ротатары палярызацыі. Далейшы ўзровень - гэта перадача і/або мадэляванне матрыцы рассейвання. Кожны асноўны кампанент зводзіцца да кампанента пры ўваходзе і выхадзе, а злучаны хваляводы зводзяцца да элемента зрушэння фазы і паслаблення. Гэтыя мадэляванне надзвычай хутка. Выхадны сігнал атрымліваецца шляхам памнажэння матрыцы перадачы на ўваходны сігнал. Матрыца рассейвання (элементы якіх называюцца S-параметрамі) памнажае сігналы ўваходу і вываду з аднаго боку, каб знайсці сігналы ўваходу і вываду на другім баку кампанента. У асноўным матрыца рассейвання змяшчае адлюстраванне ўнутры элемента. Матрыца рассейвання звычайна ўдвая большая, чым матрыца перадачы ў кожным вымярэнні. Такім чынам, ад 3D-EM да мадэлявання матрыцы перадачы/рассейвання, кожны пласт мадэлявання ўяўляе сабой кампраміс паміж хуткасцю і дакладнасцю, і дызайнеры выбіраюць патрэбны ўзровень мадэлявання для сваіх канкрэтных патрэбаў для аптымізацыі працэсу праверкі праектавання.
Аднак, абапіраючыся на электрамагнітнае мадэляванне пэўных элементаў і выкарыстанне матрыцы рассейвання/перадачы для мадэлявання ўсяго малюнка, не гарантуе цалкам правільную канструкцыю перад пласцінай патоку. Напрыклад, пралічаныя даўжыні шляху, шматмодавыя хваляводы, якія не могуць эфектыўна душыць рэжымы высокага парадку, або два хваляводы, якія занадта блізкія адзін да аднаго, што прывядзе да нечаканых праблем з злучэннем, хутчэй за ўсё, застануцца незаўважанымі падчас мадэлявання. Такім чынам, хаця ўдасканаленыя інструменты мадэлявання забяспечваюць магутныя магчымасці праверкі дызайну, ён па -ранейшаму патрабуе высокай ступені пільнасці і ўважлівага агляду дызайнера ў спалучэнні з практычным вопытам і тэхнічнымі ведамі, каб забяспечыць дакладнасць і надзейнасць дызайну і знізіць рызыку патоку.
Тэхніка пад назвай Sperse FDTD дазваляе 3D і 2D -мадэляванне FDTD праводзіць непасрэдна на поўнай канструкцыі PIC для праверкі дызайну. Хоць любы інструмент электрамагнітнага мадэлявання складана мадэляваць вельмі шырокі малюнак, разрэджаны FDTD здольны мадэляваць даволі вялікую мясцовую мясцовасць. У традыцыйным 3D FDTD мадэляванне пачынаецца з ініцыялізацыі шасці кампанентаў электрамагнітнага поля ў пэўным квантаваным аб'ёме. З цягам часу разлічваецца новы кампанент поля ў аб'ёме і гэтак далей. Кожны крок патрабуе шмат разлікаў, таму гэта займае шмат часу. У разрэджаным 3D -FDTD, замест разліку на кожным этапе на кожнай кропцы тома, захоўваецца спіс палявых кампанентаў, якія тэарэтычна могуць адпавядаць адвольна вялікаму аб'ёму і разлічвацца толькі для гэтых кампанентаў. На кожным этапе дадаюцца кропкі, прылеглыя да палявых кампанентаў, у той час як полявыя кампаненты ніжэй пэўнага парога магутнасці зніжаюцца. Для некаторых структур гэта вылічэнне можа быць на некалькі парадкаў хутчэй, чым традыцыйны 3D FDTD. Аднак рэдкія FDTDS не працуюць добра пры працы з дысперсійнымі структурамі, паколькі на гэты раз поле распаўсюджваецца занадта шмат, у выніку чаго спісы, якія занадта доўгія і складаныя ў кіраванні. На малюнку 1 паказаны прыклад скрыншота 3D -мадэлявання FDTD, падобнага на раздзяляльнік палярызацыі (PBS).
Малюнак 1: Вынікі мадэлявання 3D -рэдкіх FDTD. (А) - гэта верхні выгляд структуры, якая мадэлюецца, якая ўяўляе сабой накіраваную муфту. (Б) паказвае скрыншот мадэлявання з выкарыстаннем квазі-ТЭ ўзбуджэння. На дзвюх дыяграмах вышэй паказаны верхні выгляд сігналаў квазі-TE і квазі-TM, а дзве дыяграмы ніжэй паказваюць адпаведны папярочны перасек. (C) паказвае скрыншот мадэлявання з выкарыстаннем квазі-TM-узбуджэння.
Час пасля: ліпень-23-2024