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2023-05-22 10:44 |
Ansys Lumerical | 對(duì)鐵電波導(dǎo)調(diào)制器進(jìn)行仿真應(yīng)用
說(shuō)明 V\^rs41$;
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在本例中，我們仿真了使用BaTiO2的鐵電波導(dǎo)調(diào)制器，BaTiO2是一種折射率因外加電場(chǎng)而發(fā)生變化的材料。該器件的結(jié)構(gòu)基于文獻(xiàn)[1]。我們模擬并分析了給定工作頻率下波導(dǎo)調(diào)制器的有效折射率與電壓的關(guān)系。 4D I.R K9
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鐵電波導(dǎo)由硅層和玻璃襯底上的BiTiO3（也稱為BTO）層組成。BiTiO3晶體的取向?yàn)榫w的[011]方向平行于光傳播方向（y方向），[001]方向沿著z方向。BiTiO3層的頂部的非晶硅可以形成脊波導(dǎo)結(jié)構(gòu)，可以限制橫向（x方向）的光分布。金電極觸點(diǎn)被放置在離非晶硅脊波導(dǎo)兩側(cè)1μm遠(yuǎn)的地方。 ?8[,0l:|
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[attachment=117972] 58\rl G
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在本案例中，我們首先使用CHARGE求解器模擬不同偏置電壓下，波導(dǎo)橫截面上的電場(chǎng)分布。然后，我們根據(jù)對(duì)應(yīng)的電場(chǎng)分布變化來(lái)計(jì)算BiTiO3材料折射率的變化，并模擬分析出不同偏置電壓下波導(dǎo)的有效折射率。 tdSy&]P
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步驟一：用CHARGE模擬電場(chǎng)分布 t"M&Y y
在建立好模型后，我們將陰極觸點(diǎn)設(shè)置為定值0 V，陽(yáng)極觸點(diǎn)設(shè)置為掃描模式，掃描范圍為1-5 V，掃描點(diǎn)間隔為0.5 V。 n IdB,
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[attachment=117973] MMg"G6?
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設(shè)置完成后，運(yùn)行仿真程序?qū)⒆詣?dòng)進(jìn)行模式，掃描結(jié)果將由電場(chǎng)監(jiān)視器記錄并將數(shù)據(jù)保存在WG_Efield.mat文件中。 D /ysS$!{
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[attachment=117974] 2RXU 75VY
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步驟二：使用MODE分析有效折射率 (sLFJ
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為了計(jì)算不同電壓下鐵電波導(dǎo)的有效折射率，我們需要使用MODE模塊中的FDE求解器。FDE求解器可以分析出各類波導(dǎo)橫截面上的導(dǎo)模和導(dǎo)模對(duì)應(yīng)的各類光學(xué)參數(shù)，因此在本步驟中，我們可以使用FDE求解器分析出鐵電波導(dǎo)橫截面有效折射率與偏置電壓的關(guān)系圖。首先，我們將上一步中得到的包含不同偏置電壓下電場(chǎng)分布的WG_Efield.mat文件，通過(guò)預(yù)留的接口導(dǎo)入到FDE求解器中，如下圖所示。 ;;rEv5 /
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