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文档简介
学习如何使用Lumerical的光电子设计工DylanMcGuire,GuilinSunLumericalSolutionsJune,1公司介绍About光电子集成线路Photonicintegrated仿真策略与工具Simulationstrategiesand仿真方法Simulation相向耦合器Contradirectionalcoupler耗散模式器件Depletionmode参数提取Parameter与解决方案Challengesand问与答Questionand2Modulationand3Introduction>AboutOurMODE
FDTD4Introduction>PhotonicintegratedMODEMODEFDTDSolutions
MODEIntroduction>Photonicintegrated器件本身是电-光耦合的Coupledelectricalopticalnatureof折中设计并非直观就能得到Tradeoffsnotusually210 210 1VoltageCurrent 此类结构没有解析方法Noyticmethodsforthesetypesof6Introduction>Optoelectronic复杂的器件形貌Complexdevice材料特性Material光源建模Source数据分析Data7Introduction>Optoelectronic导波Guided 8Introduction>Optical电场和磁场Electricandmagnetic FDTD E(r,),H(r, L(r,) 2
E(r,
单位体积载流子生成率GenerationrateperunitG(r 假设每个吸收的光子产生一对电子-孔穴对G(r L(r,9Introduction>OpticalMODE折射率Localrefractiveindex 6.0 6.0p
8.518n 18
电子密 孔穴密Eigensolver可以计算任意形状波导的模式cancalculatemodesinarbitrarywaveguidegeometries†SorefandBennet,IEEEJ.QuantumElec.,23,p123 Introduction>ElectricalEE电子-空穴分布Distributionofelectronsand定义参杂的静电场区域electrostaticregionswith在电极处应用电激励ApplyelectricalstimulusatElectron
HoleG(rG(r
Introduction>Circuit 作用Circuit-levelsimulationtoolsaddressin betweenlargenumbersofactiveandpassivedevices参数化组件Parameterize针对特殊制造工艺开发相应的组件库Developcomponentargetingaspecificfabrication
MichaelHochberg,Director器件仿真之外的考虑BeyondcomponentModulationand
About Photonicintegrated Simulationstrategiesand Simulation Forwardinjection(PIN) Contradirectional Depletionmode Parameter Challengesand Questionand行波位相偏移器Travelling-wavephaseT.Baehr-Jonesetal.,Opt.Express,20,12014Modulation>Simulation 真真I-VC-VCarrier
ModulationModulation>Simulation定义具有参杂的PN结PNjunctionwith材料特性Material数据处理DataModulation>Simulation恒定参杂定义背景参杂Useconstantregiontodefinebackground(epitaxial使用解析“扩散”建模参杂ytic“diffusion”objectstomodelim ImportavailableforexternallygenerateddoNND+NA(cm
0x
Modulation>Simulation电学仿真材料特性Material薄膜型器件Thinfilm大的表面积/体积比Largearea/volumefrombulkandsurfacebination carrierlifetimein参杂修正Fossummodelcorrectsfordo 表面复合SurfacebinationatSi-SiO2interfacesn=sp=10cm/19Modulation>Simulation材料的局部折射率canmodifythelocalmaterialindex(n,k)importobjectcancreatematerialswitharbitraryspatialvariationintheindexPIN型马-曾调制器PINMach-耗尽模式型马-曾调制器DepletionmodeMach-Contra-directionalcouplerModulation>PIN波导中的前向偏压PNForwardbiasPNjunction(diode)inthewaveguide由电流决定的载流子响应Chargeresponsedeterminedbycurrent
bias,0.5VModulation>PIN1
II
0 V
VVModulation>PIN从DEVICEchargedistribution
effectiveindexModulation>PIN0
Simulation(Rse=LossLoss
64205 06 08 09 V
VModulation>PIN调制响应Modulation
neff2L V 2
(V)
2
(V)L
P111T2
e
e
22LModulationDepletionmodeMZ(耗散模式设计原理Design反向偏压PN结ReversebiasPNjunctioncentredinlayer(SCL)PN场决定载流子响应ChargePNModulation>Depletionmode调制响应ModulationLVLModulation>Depletionmode电容与电压的关系CapacitancevsbiasPNjunction吸收ApproximationCdEnergyperbitE1/2CVAt3V,E~C=ModulationCDC设计原理Design波导中的前向偏压PIN二极管ForwardbiasPINjunctiondiodeinthe注入模式型运作InjectionmodeModulation>电流-电压响应I-VCurrentCurrent10
Voltage
SameprocessparametersasforPIN carrierlifetimein SurfacebinationatΩsn=sp=Modulation>ModesineachuΔResonancecanbetunedbychanginguΔidesModulation>调制响应与损耗Modulationresponseand00 LossLoss50500 0
Voltage
LossNextstepsLoss0x0x10-Simulation(R=Simulation(Rse=6420 0 0 0 0 1VVER=21表征了不同形貌的马-曾调制器CharacterizeddifferentMZPIN,CDC,depletionmoderevealsdeviceperformance电学仿真ElectricalsimulationofI-VC-V了解寄生和材料损耗的作用Understandroleofparasiticsandmaterial光学仿真Opticalsimulationofeffectiveindexandwaveguide提取关键的性能参数ExtractkeybehaviouralVπ,Lπ,extinction35与解决方案ChallengesandSolutionsandbest相向耦合器Contra-directionalcoupler网上WatchtheAcopyofthepresentationandrecordingw
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