14.马赫---曾德尔干涉仪开关
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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。
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水平:30 水平:5750
(顶部波导)垂直:20,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
1在版式设计,选择参考。折射率(n)- 3D XY平面视图位于布局设计窗口的底部标签。
2在RI数据工具栏上,单击选择Z距离按钮。
的XY参考。IDX查看选项对话框(参见图5)。或
3选择首选项 > 折光指数查看 > 3D切片(XY平面)>选择Z距离(见图6)。的XY参考。IDX查看选项对话框(参见图5)。
4在XY参考。IDX视图选项对话框中,键入值Z方向的距离,然后点击查看。
的参考。折射率(n)- 3D XY平面视图进行更新,以反映Z方向的距离(见图7)。