14.马赫 - 曾德尔干涉仪开关

第14课：马赫- 曾德尔干涉仪开关（光BPM）

本课程概述了基于集成马赫- 曾德尔干涉仪电光2×2开关的设计过程。

电光开关是在集成光学纤维所用的设备。该装置是基于马赫- 曾德尔干涉仪由钛扩散的铌酸锂基片制成。端口之间的切换是通过这样的结构中的电- 光效应来实现。电压，施加到沉积在集成的Mach-Zehnder干涉仪的电极上，产生在基片内的电场分布，这进而改变其折射率。如果设计得当，则引起的变化的折射率导致各个端口之间不同的耦合。

设计步骤

o的电路布局的CAD设计

o电极区域的定义

o一个输入字段和模拟运行的定义

在您开始这一课

o熟悉在第1课的程序：入门。

该程序是：

o定义材料

o创建钛扩散轮廓

o定义晶圆

o创建设备

o限定电极区

o限定所述输入平面和仿真参数

o运行模拟

o创建一个脚本

该电路的CAD设计

我们假设集成开关铌酸锂晶体的Z切的晶片上创建，并通过空气包层围绕。该设备是沿着铌酸锂晶体的Y光轴取向。因此，我们需要定义为在基片和介电材料为包层中的扩散材料。

定义材料

步行动

1 打开在一个新的项目布局设计。的初始属性对话框出现。

2 单击配置文件和材料。

该配置文件设计器中打开。

3 在配置文件设计，创建以下漫射材料：水晶名称：Lithium_Niobate

水晶切割：Ž

传播方向：ÿ

4 创建下面的电介质材料：产品名称：空气

折射率（回复）：1.0

创建钛扩散轮廓

的马赫- 曾德尔干涉仪的波导是由钛的扩散的铌酸锂基片创建。我们将只需要一个钛扩散简介：

步行动

1 在配置文件设计，创建以下配置文件：配置文件名称：TiLiNbO3 Pro1的

2 选择I组面板

横向扩散长度，输入3.5 深度扩散总长度，输入4.2

3 关闭配置文件设计的布局设计出现。

图1：钛：LiNb03 Pro1的个人资料

定义晶圆

整个开关装置将是大约33毫米长，将不超过100微米宽。定义在该晶片以下参数布局设计：

步行动

1 在初始属性对话框中，波导属性选项卡中，键入/选择以下内容：宽度[]：8.0

简介：TiLiNbO3 Pro1的

2 选择的晶圆尺寸选项卡，然后键入以下内容：晶圆长度：33000

晶圆宽度：100

3 选择2D晶圆属性选项卡，然后选择以下：晶圆折射率材料：Lithium_Niobate

4 选择3D晶圆属性选项卡，然后键入/选择以下内容：包层材料：空气

包层厚度：2

基板-材料：Lithium_Niobate

基材厚度：10

5 单击OK（确定）以保存设置。

创建设备

提示：要查看整个基板，它可以是有用的改变显示比例（Z / X）的设置。要做到这一点，选择首选项 > 布局选项 > 显示比例和类型200。

我们首先放下所需的开关的结构的基本波导元件。

步行动

1 在布局设计，创建下面列出的波导（见）：

波导名称起始位置结束位置

SBendSin1水平：0

垂直：-20

水平：5750

垂直：-7.25

Linear1水平：5750

垂直：-7.25

水平：9000

垂直：-7.25

SBendSin2水平：9000

垂直：-7.25

水平：11500

垂直：-16

Linear2水平：11500

垂直：-16

水平：21500

垂直：-16

SBendSin3水平：21500

垂直：-16

水平：24000

垂直：-7.25

Linear3水平：24000

垂直：-7.25

水平：27250

垂直：-7.25

SBendSin4水平：27250

垂直：-7.25

水平：33000

垂直：-20

注意：您可以使用镜像和翻转操作的编辑 > 翻转和镜像功能表来建立设计。

通过使用镜像选项打造顶级波导，请执行下列操作步骤在布局每个波导。

2 选择布局上的波导。

3 选择编辑 > 翻转和镜像 > 镜顶部。波导被复制直接选择了一个以上。

4 在新的波导双击。出现属性对话框。

5 在水平和垂直字段中键入的x坐标。注意：为了使镜像对称的，每一个垂直坐标值必须是相反的符号到其原始波导对应。

波导名称起始位置结束位置

SBendSin1（底波导）水平：0

垂直：-20

水平：5750

垂直：-7.25

SBendSin5（顶部波导）水平：30

垂直：20

水平：5750

，垂直：7.25

Linear1（底波导）水平：5750

垂直：-7.25

水平：9000

垂直：-7.25

Linear4

（顶部波导）水平：5750

，垂直：7.25

水平：9000

，垂直：7.25

图2：翻转和镜像的例子

图3：翻转和镜像之前创建的波导

图4：完成波导设计可以通过设备检查不同切片的折射率分布。检查XY切片的RI简介

选择z距离在xy片，请执行以下步骤。

步行动