创建一个芯片到光纤对接耦合器

1、第9课：创建一个芯片到光纤对接耦合器（光学BPM）本课程将介绍如何创建一个芯片到光纤耦合器。您将创建一个基于横向尖细一个简单的光点尺寸变压器的模型，如报告中1。 高效芯片到光纤的耦合具有大的定位公差是用于光电集成的半导体器件的应用中尤为重要。这样的偶合需要光束点从有关模式的1m的低损耗变化到8-10m的范围内的导模在光纤中。 一个两层光点尺寸变压器，如图1所示。该装置由一个强烈导引两层输入波导和一个弱导输出波导与它们之间的2层侧向锥形部分。我们将考虑尺寸和材料如1（表7）给出。生产过程的细节也可以在参考文献1。   图1：双层光点尺寸的变压器&

2、#160;  材料参数nCladding（磷化铟）3.1662nSubstrate（磷化铟）3.1662nTopLayer（InGaAsP_top）3.3832nBottomLayer（InGaAsP_bottom）3.2416Ltaper560mWInputTop1.2m的WInputBottom2.4mdCladding5m的数据缓冲区0.4m的dSubstrate5m的dTopLayer0.3微米dBottomLayer0.11微米WOutputTop0.08mWOutputBottom6.0m 表7：材料及参数  在您开始这一课

3、0;o 熟悉在第1课的程序：入门。o 熟悉在第2课的程序：创建一个简单的MMI耦合器。o 熟悉在第3课的程序：创建一个单一弯道器 该程序包括：o 限定的材料和波导的芯片到光纤对接耦合器o 定义布局设置o 创建一个芯片到光纤对接耦合器o 编辑输入平面o 设置模拟参数o 运行模拟 限定的材料和波导的芯片到光纤对接耦合器 要定义材料和渠道芯片到光纤对接耦合器，请执行以下步骤。 步行动1创建下面的电介质材料：名称：InGaAs_bottom二维各向同性折光指数（RE）：3.2416三维各向同性折光指数（RE）：3.24162创建第二个介质材料：产品名称：磷化铟二

4、维各向同性折光指数（RE）：3.1662三维各向同性折光指数（RE）：3.16623创建第三绝缘材料：产品名称：InGaAs_top二维各向同性折光指数（RE）：3.3832三维各向同性折光指数（RE）：3.38324创建以下通道配置文件：配置文件名 称：InputWgChannel第1层：图层名称：BottomLayer宽度：2.4厚度：0.11偏移：0.03D轮廓定义材质：InGaAs_bottom第2层：图层名称：TopLayer宽度：1.2厚度：0.3偏移：0.03D简介定义材质：InGaAs_top简介姓名：TopInGaAsChannel图层名称：顶部宽度：1.0厚度：0.3偏移：

5、0.03D轮廓定义材质：InGaAs_top简介姓名：BottomInGaAsChannel图层名称：底部宽度：1.0厚度：0.11偏移：0.03D轮廓定义材质：InGaAs_bottom 注：该二维参数都不会被使用。该结构可以清楚地模拟仅在3D。   定义布局设置 要定义布局设置，请执行以下步骤。 步行动1键入下面的设置。a.Wafer尺寸：长：700宽：20覆层：材质：磷化铟厚度：5.4基材：材质：磷化铟厚度：5.02要应用设置的布局，请单击OK（确定）。注：没有必要使模拟空间太宽，因为在网域内应该不会有大的散射。 &#

6、160;创建一个芯片到光纤对接耦合器 输入波导将被定义为一个2层的单信道和输出波导作为一个简单的1层信道。模型耦合器的锥形部分，我们将分解成定位在彼此的顶部上2个单独的单层通道。通道中的每一个将是一个线性锥形波导的锥形方向相反。 要创建芯片到光纤对接耦合器，请执行以下步骤。 步行动1。绘制和编辑直线输入波导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：线性输入波导f.Profile ：InputWgChannel2绘制和编辑底部锥形波导。a.Start偏移：水平：40垂直：0b.E

7、nd偏移：水平：600垂直：0c.Start宽度：2.4D.END宽度：6.0e.Depth：0.4f.Label ：锥度Linear底部g.Profile：BottomInGaAsChannel3绘制和编辑直接输出波导。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：请注意深度参数的值设置为0.4。这将放置在波导0.4微米的基板上方的底部，留在缓冲层上的空间。由于缓冲区是由相同的材料作为包层和衬底，就没有必

8、要进行进一步的关注。所得的布局应类似于图2。    图2：布局设计   4绘制和编辑的顶部锥形波导。注意：为了确保最佳波导是在底1的上方，以确保最佳波导的深度被设定为（缓冲液+底层厚度）0.4 + 0.11 = 0.51。一个。开始偏移量：水平：40 垂直：0 b.End偏移：水平：600垂直：0 c.Start宽度：1.2 D.END宽度：0.08 e.Depth：0.51 f.Label：锥度Linear热门g.Profile：TopInGaAsChannel&

9、#160;5 将输入的平面。  编辑输入平面编辑输入平面上的值，请执行以下步骤。 步行动1双击输入平面。的输入平面对话框（参见图3）。2键入下列数值：一，出发场：模式：B Z位置：03点击输入栏位的3D选项卡。4单击编辑。该输入字段对话框（参见图4）。5在窗下波导，选中相应的复选框（见图4）。6单击添加。下的项目波导下移动到窗口的字段。7要返回到输入平面对话框中，单击OK（确定）。8要返回到布局窗口中，单击OK（确定）。    图3：输入平面对话框    图4：输入

10、字段对话框  得到的布局应该是一个类似于图5中找到。    图5：布局设计，顶部波导  设置模拟参数 当设置仿真参数，调整网格点的数量，使结果的分辨率是令人满意的（在这种情况下，201×201），你可能还需要调整视图剪切坐标，这样就可以通过区域削减观察的模拟过程中的兴趣。在这个例子中，观看平面交叉二者在垂直方向（x0.0）的波导管和底波导在横向方向（y0.5）。 要设置仿真参数，请执行以下步骤。 步行动1从模拟菜单中，选择仿真参数，该仿真参数对话框。2点击全局数据选项卡，然后

11、键入以下设置：a.Reference指数：莫代尔b.Wavelength：1.550000c.Number显示器：1003单击三维各向同性选项卡，然后键入以下设置：a.Polarization：半矢量，TE点b.Number：201 x 201c.View切割：iX被网状铂：101（x位置0）ii.Y网PT：107（y位置0）d.Propagation步骤：1.55   运行模拟 运行仿真，请执行以下步骤： 步行动1从模拟菜单中，选择计算三维各向同性计算。出现仿真参数对话框。2点击3D选项卡并检查设置（参见图6）。3开始模拟。结果显示在布局。参见图7，图8，图9为结果的例子。    图6：仿真参数对话框     图7：XZ防爆与RIdx结果     图8：YZ前与RIdx结果    图9：防爆XY结果 - 2D     图10 R