4创建MMI星型耦合器

1、第4课：创建MMI星形耦合器（光学 BPM ）现在，您已经完成课程 1,2和3，你所熟悉的基本程序使用的OptiBPM创建项目:创建材料 插入波导和输入面 编辑波导和输入平面特性 运行仿真 在OptiBPM_Analyzer查看结果和各种数值工具第4课，所有课程继续提供你已经知道了程序的高层次的描述。果您需要更详细的信息，请参阅前面的经验教训的过程。？本课程将介绍如何创建一个MMI明星coupler.The MMI星形耦合 器进一步发展在第2课中创建的简单的 MMI耦合器：创建一个简 单的MMI耦合器。它包括一个输入波导， 一个MMI耦合器和四个 输出波导。该程序是:对于MMI星形耦合器定义材

2、料 定义布局设置 创建MMI星形耦合器 运行模拟 #查看最大值 绘制输出波导 分配一个路径到输出波导 查看仿真结果OptiBPM_Analyzer 添加输出波导和查看新的模拟结果 查看新的模拟结果 OptiBPM_Analyzer在您开始这一课熟悉在第1课的程序:入门。熟悉在第2课的程序:创建一个简单的 MMI耦合器。熟悉在第3课的程序: 创建一个单一弯道器。对于MMI星形耦合器定义材料以定义MMI耦合器的材料中，执行以下步骤。行动 创建下面的电介质材料: 名称：指导折射率（重：）:3.3创建第二个介质材料： 产品名称：包层 折射率（回复：）:3.27 为了节省材料，单击存储。创建以下渠道：产

3、品名称：通道2D轮廓定义材质：指南为了节省材料，单击存储。定义布局设置要定义布局设置，请执行以下步骤。行动 键入下面的设置。Waveguide 属性: 宽度：2.8简介：通道Wafer 尺寸：长：1420宽：60C.2D晶圆特性：材质：覆 要应用设置的布局，然后单击确定。 要应用设置，请单击0K （确定）。 #要应用设置，请单击0K （确定）。 创建MMI星形耦合器由于有四个输出通道在 MMI星形耦合器，就必须寻找到简单的MMI耦合器在第2课：创建一个简单的 MMI耦合器生产四种强度 最大值。曾经出现在第 2课：创建一个简单的 MMI耦合器，这种 情况发生在第二波导在 MMI耦合器大约是118

4、0-1210 am长。要创建MMI星形耦合器，并找到一个相关的耦合器长度为所需的 连接，请执行以下步骤。行动 绘制和编辑第一波导。 一个。开始偏移：水平：0垂直：0湾结束偏移量：水平：100垂直：0 绘制和编辑第二波导。 一个。开始偏移量：水平：100垂直：0湾结束偏移量：水平：1420垂直：0角宽度：48插入输入平面要插入的输入平面，请执行以下步骤。行动 从Draw菜单中，选择输入平面。要插入的输入平面，单击尽量靠近窗口的布局尽可能的左侧。 出现输入平面。要编辑输入平面，从编辑菜单中，选择属性。 输入平面属性对话框（参见图1）。确保全球数据选项卡，Z位置上：偏移，该值是2.000。32Jxl

5、Mode广 G.auEEianr* ReclangubrC FileLabel |lnpUtPlane1Input Plane EnabledZ PositionExpf 自 ssionOffsetPosition+ fzraoOKCancel | Help图1 ：输入平面属性对话框保存该项目。运行模拟运行仿真，请执行以下步骤。行动Input 卩laneGlob日I Data | Input Fields 2D | Input Fields 3D |stifling Field 从模拟菜单中，选择计算二维各向同性仿真。 出现仿真参数对话框。对全局数据选项卡，键入250在显示器的数量。单击2D。

6、选项卡，并确保以下设置中选择（见图3）极化方式：TE网-点二数600BPM的求解器：Pade逼近（1,1）发动机：有限差分方案的参数：0.5传播步骤：1.55边界条件：待定注：有关模拟参数的详细信息，请参阅 Op tiB PM的用户指南。ZlSimulatian P aramctersGbbdI Ddtm 2DStarting Field:恒用冃I-Reference I ncfeKModalReference Index Waveguide 如I jlhearlWavelergth (pim):1.5500003D.UnknownUser interface configurationAve

7、rageUer-Simubtiori techniqueSimulate As IsSimulate Ushg Script厂 Siffrulatron generates, scattering dstrnforimaVanRun.CancelHelp图2 :仿真参数对话框，全球标签45xjSimulation 卩 ar am etc rsGlobal Da：B 2D-Polarization护!fgr TM厂 Nort-LinedfNumb由 of Herotionj-BPM silver -席 araxial C Padefljr Pade(2,2) C pdde(3JPade(4,4)

8、Engine柠 inite DifferenceScheme Parameter广 Finite ElementL5-Prooaqation Step r WaJer-M e咄1Number of points/pim Number of points1.55Width (umj:GO0.3167|500-Boundary Condition- 恪 r rPML啪LTBCJirichtetL曲创說 16TheoretKal ReNedian CoeHiicient:He00NeumannRin.Cancel图3:仿真参数对话框 -2D标签开始模拟，单击运行，在OptiBPMSimulator

9、窗口打开和运行模拟。 注：在本课程中的模拟是短暂的，因此它会很快结束。 您被询问。不要打开 OptiBPM_Analyzer 当在选择的二维光场类型视图 OptiBPMSimulator 。注意：要显示二维视图中，单击图像 地图按钮。叵USD.冷*1 DmVI fiirtf事乔弋HIrii11图4 :模拟-二维光场理的。正如前面所讨论的,我们感兴趣的是四个局部强度最大值和在这里，我们可以检讨结果，并决定在哪里耦合将是最有效和最合发现它们的精确的水平位置。因为我们有200显示和总长度为1420 am，我们认识到，这些极大值从原点放置约间隔1400 am范围内。查看最大值要查看最大值，请执行以下步

10、骤。行动 在模拟器中，用鼠标右键单击图形, 出现一个上下文菜单（见图5）0Region of Interest,Pfot jetbng-.Axis Settings.,Innage Map Settings一.P 对炎吕 Settings, H,Data Clamping Settings.,5h冈 Slice 5ele匚torI PrintL图5 :上下文菜单选择数据夹紧设置07 ）。57 ）。5厂Clamp曲a a Cutoff-Sampling Resolutionr厂 Auto Adid$l该数据夹紧对话框（参见图6 ）。E *Awis厂 Auto scaleScae Min L40.

11、5Sc8e MaxOKCancel图6 :数据夹紧对话框在？-轴，清除自动缩放复选框。规模最小和最大规模变得活跃。输入以下值：规模最小：0.4规模最大：0.5注：强度是间隔 0要应用设置的图形，单击0K （确定）。该二维光场视图更改为显示新的数据夹紧设置（参见图Xh 丨 I#J cl? iJ图7 :模拟新的数据夹紧设置为了更准确地查看这四点，请右键单击图表中的任何地方访问上下文菜单。选择感兴趣的区域。的感兴趣区域出现对话框（参见图8）。99EKtenlStartRegion of Interest599EndHjiApply图&利益对话框地区输入以下值：Z轴开始：0结束：100 X轴开始：0结

12、束：599注：您键入感兴趣的区域的 设置重新计算图形的长度和宽度的点，而不是在微米。 因此，从1420m至251点的长度 变化，并且宽度的变化从60微米至600分。要应用设置，请单击0K （确定）。模拟的视图放大到您所选择的区域（见图 9）。注：重复此过程，直到认为满意。1111田2I5 : J.、注意:10HODw图9 :仿真-地区利益该视图显示了两个点的中心在约1399am的轴线。描述这个值更精确的程序显示在后面的课程中，讨论脚本。关闭模拟窗口并返回到Op tiB PM_Desig ner 。更精确地集中在点的中心，改变第二波导的长度。 一个。在波导双击。的线性波导属性对话框appears

13、.b。键入下列值: 结束偏移12要应用设置，请单击OK （确定）。13改变晶片的长度。水平：13991415忙m Hart*吟IlFT-r rr-i :匸-LTzflg 卄 j li 心 A ”，：岬一个。从编辑菜单中，选择晶圆属性0的晶圆特性对话框appears.b o键入下列值:长度：1500 （预计总长度的设备）要应用设置，请单击OK （确定）。运行模拟（见图10 ）0WnglOQXd I，H I = ：（ II . LUI 匚帆-iT* ih- 3 ” M S 码 =.；亠图10 :模拟-修订波导和晶圆长度类推到上面的程序，发现为上层和最外层的强度最大值的垂直位置。你会发现，它的约19

14、.6 am。绘制输出波导输出波导必须是该第二波导的起点连接到强度最大值的行。要绘制的输出波导，请执行以下步骤。步行动11 ）。画出波导从100um的第二波导到1500um的顶部，并在略微向上倾斜（见图13|；ro.ooo iHoodtoI 1 M 1 1 I I II 1 I 1 III I I I 1 I1200-000b+OO,血ifeiiii.MW80C.00aI HU I I .Ll I. I I MM t l_il * 1 I K I I ll I J| I 1 F 1 I II 1 ilivnl 阳一*、:8IWAi日 iiripk4_rs3. I图11 ：画一个输出波导为了准确定

15、位输出波导，双击输出波导打开 波导特性对话框。键入下列值。开始偏移水平：100垂直：0结束偏移水平：1500，垂直：19.6的输出波导的变化，根据您选择（见图 12）的设置位置。I? -I E-PD I图12 :修改后的输出波导分配一个路径到输出波导要指定一个路径输出波导，请执行以下步骤。行动 从编辑菜单中，选择编辑模式 监控路径， 该路径监视器对话框（参见图13 ）。卩址h MonitorJINew I Delate 月蔚弱 | I Properties |OK图13 :路径监视对话框单击新建，在对话框中改变按钮（参见图14 ），光标变为一个链接。Path MonitorOKZ3力 IRe毙

16、t I I Properties 图14 :路径监视对话框 -不同的按钮在布局窗口中，单击第一个波导和输出波导。定义的路径变为红色（见图15 ）。图15 :红色波导要应用的路径，单击Finish （完成）。路径Path1出现在下拉列表中（参见图16）卩址h MonitorNew Delate B品et | Properties| OK |图16 :创建路径Path1要返回到布局窗口中，单击 OK （确定）。 第一波导和输出波导变回原来的颜色在布局窗口。在布局窗口，进入 仿真 路径监视器类型 化。.并选择电源重叠积分与基本模式与全球标准Path Monitoring TyperTVPe2D On

17、lyPower overlap integral with fundamental mode3D/3I?厂 Power in pathMaximum amplilude in waveguide boundafies 广 Maximum inten$il5)in waveguide boundaries-Normalizatiori俗 GlobalLoCdilCancelHdp图17 :路径监视类型运行仿真并查看输出波导中的仿真器（见图18 )。nnoi:咋him= f I rtart*-1Il匚茄LI ；i刘 I 卫w 1 * tLi5hCflr：lrtST THU IH|1LtJ kii

18、I = : N H II* jr Ltq .巧 - /M *ii tfh - i tl* j ih j. U.查看仿真结果Op tiB PM Analyzer图18:与模拟输出波导要查看仿真结果Op tiB PM_An alyzer，请执行以下步骤。行动 在仿真结束后出现的对话框中，单击是。OptiBPM_Analyzer 打开。图19:模拟结果-路径Monitor视图（一条路）图19:模拟结果-路径Monitor视图（一条路）在OptiBPM_Analyzer ，选择迭代 路径监控。 的路径监控视图显示（见图19 ）。11该图中我们的目标是最大限度地从强度最大值的耦合到输出波导。突出显示的部分必须是在其最大电平。这是通过精确地改变输出波导的垂直结束点完成。本次迭代后，您可能会发现，耦合是最好的,当垂直终点值是19.86微米。要返回到布局窗口，关闭 Op tiB PM_An alyzer ，然后关闭Op tiB PM .Simulator 。在波