10电光调制器解析

第10课：电光调制器（光学BPM）

本课介绍如何制作一个3D模拟的线性电光效应（Pockels效应）改性的材料。参考波导设计[1]如图1所示。本节中，该波导被创建时，电位被施加到电极上，并将结果进行比较，参考文献[1]。

图1：这是参考1图2，绘制倒挂。该波导是一个“底- 删除”的设计，使包层是BCB，用胶水波导到另一个基板，未显示的聚合物。这种安装暴露AlGaAs敷层在空气中，并在背面电极蒸发那里。

所有的长度都在微米。

OptiBPM中有另一个，老年人，电光模块。此遗留功能是专门三个共面的电极上扩散电极在铌酸锂中使用时。参见第14课：马赫-曾德尔干涉仪开关。如果不需要你想要的符合模型，以这种特定的情况下，系统，以及有关电极阻抗的信息，你可能要考虑所描述的电极区域功能第14课：马赫-曾德尔干涉仪开关。对于所有其他电光模拟，在本教程中所描述的功能应该被使用。

在这个例子中的材料系统是砷化铝镓。脊结构形成波导和支持TE 和TM波，虽然只有TE模式被激发在我们的例子。电极是金属和不显著相交的引导模式。当电极有电势差时，大多垂直电场出现在支持光模的材料。的材料的折射率由electo光效应略有修改。的影响小，但它可以使在光学波的相位的显著差异传播很长的距离后，1厘米的顺序。根据文献[1]，采用17.8 V该顶面和背面电极之间的电位差应在波导的基本模式1厘米传播后，引起皮的相位变化。

为了使模拟电压依赖性光学相移项目，请按照下列步骤。一个完成的项目可以在教程Samples目录中找到名为

Lesson10_ElectroOptic.bpd。

建议您已经完成了第1课：入门。这也是一个好主意，已经完成了第9课：创建一个芯片到光纤对接耦合器为好，以熟悉无电光效果的3D BPM模拟问题。

定义介质材料

步行动

1 在新的项目中，打开配置文件设计，并在科材料/绝缘创建砷化镓一种新材料。命名材料GaAs155，并在新材料的二维和三维各向同性选项卡中输入的3.421076的折射率。折射率的这个值是从参考文献2。砷化镓电光张量具有非零分量R41 = R5

2 = R63在晶体中的坐标系。但是，该设备的波导轴旋转时在XZ平面上由45°相对于晶轴，使垂直（平行于Y）的静电场由电光系数等于R41影响到在TE模式。在这个项目中，我们将模拟一个TE模式，因此进入R41系数为RV，垂直电光系数。（选择的电子光学效应的复选框）的电场的水平部分不影响水平偏振的TE模式，所以相对湿度应该被设置为零。

图2：折射率和材料的GaAs的电光系数λ= 1.55微米。N =

3.421076，RV = 1.42×10-12 [M / V]

2 单击静态介电常数选项卡上，输入13.18的静态介电常数张量的XX和YY成分[3]。

图3：砷化镓的静态介电常数。

3 点击商店进入新材料到项目中。

4 重复步骤1-3的其它介质材料项目。所有的介电性能中的项目的名称和性质示于下表8中。

表8：电介质材料在图1的波导中使用属性。1。从BCB楼盘采

取的折射率。4。

定义电极材料

的材料作为电极的定义是，电极在OptiBPM中引入的方式。配置文件和波导定义光波导的几何形状，以及这些对象都充满了材料，在其中定义了光的折射率。如果材料被定义为电极材料，然后用于指定波导的几何形状相同的名称和波导可用于指定电极的几何形状。

在OptiBPM中，电极被假定为理想导体。由于内部有理想导体无静电场，材料性能RH，RV，EpsXX和EpsYY并不适用于电极，而不是在电极材料对话框中找到。

电极确实有光学性质。这是允许的光学特性为具有透明电极的器件的精确定义。在金属电极或其他电极是不透明的情况下，电极通常远放在离波导的光场，并因此在电极的光学性能没有在设备功能显著。在这种情况下，光学电极的性能不应该设置到金属的实际的光学性质，但应设置为某个值，这将不会造成与要用于仿真的光束传播法数值麻烦。我们建议选择一个真实的折射率比包层的折射率稍微小一些，或在附近发现的其它材料的折射率。实际上，该电极由透明的光束传播模拟器，并且不直接在光学模拟参与。该电极材料的效果是通过电光效应只，根据需要在电光装置。

5 在配置文件设计的科材料/电极，创建一个名为Electrode1（默认名称）的新材料。输入的2D和3D 1.6折射率。这种材料是金属电极，并且会被放在远离光波。的1.6的折射率将防止电极从干扰模拟的光束传播法。见注释中上段。

6 点击商店进入新材料到项目中。

图4：电极材料Electrode1中，n = 1.6

7 对另一种物质，叫地重复步骤5-6。使用相同的折射率。

8 创建一个名为ridgeWG一个通道配置。这将被放置在所述外延层来创建图1中的脊的顶部。将2D轮廓定义材料Al3Ga7As155。用一层材料Al3Ga7As155与宽度3，厚度0.5设置3D配置文件定义和偏移0。使倾斜的墙功能，并在左右两侧进入45度角。

图5：ridgeWG通道配置文件的定义9 点击商店进入新的配置文件到项目中。

10 重复步骤8-9，以创造一个电极的轮廓。命名简介Electrode1Profile并输入材料作为Electrode1二维和三维轮廓定义。机身宽度= 1.0，厚度0.2，偏移0。

图6：图。6，定义Electrode1Profile的

11 重复步骤10，但命名新的配置文件GroundElectrode。所有属性都是一样的Electrode1Profile除了电极材料地上，而不是Electrode1材料。

图7：接地电极配置文件定义

12

返回到初始的属性对话框，然后输入以下选择：

波导属性标签

宽度4.0

简介：ridgeWG

晶圆尺寸标签

12000

宽度40

2D晶圆属性选项卡

材质：BCB

3D晶圆属性选项卡

覆层材料：BCB，厚度4

基板材料：空气，厚度0.5

13 单击OK（确定）

14 保存该项目。

画出波导

15 改变视图通过首选项来看到整个晶圆>>布局选项>>显示比例= 200。

16 从工具图标选择对齐到网格。

图8：网格对齐图标

17 选择线性波导和从（0,0）到绘制（12000，0）