home

Моделирование распространения оптического излучения в приподнятом и гребенчатом волноводах на подложке из LiNbO3

?
700 нм. Размер устройств, выполненных на тонкопленочном ниобате лития,
может быть уменьшен в десятки раз, причем потребление мощности будет
ниже, производительность стабильнее.
Для изготовления приподнятых и гребенчатых волноводов, из-за возможности быстро и без дополнительных технологических операций с помощью
методов жидкостного химического травления создать требуемый профиль
волновода, часто используется –Z-срез LiNbO3. При использовании других
кристаллографических ориентаций (+Х-, +Z-срезов) для создания профиля
требуется либо использование сложного оборудования (плазмохимическое
траление), либо проведение дополнительных технологических операций
(ионный обмен).
Используя САПР для моделирования фотонных интегральных схем, были
созданы модели приподнятого и гребенчатого волноводов на подложке из
LiNbO3.
В модели приподнятого волновода было учтено градиентное изменение
показателя преломления (ПП), так как для его создания используются методы ионного обмена. Градиентный профиль изменения ПП представлен в виде вложенных друг в друга эллипсов, где центральный эллипс представляет
собой волноводный слой с максимально измененным показателем преломления. Такое приближение часто используется в литературе [2]. Используемая модель для численного моделирования приподнятого волновода приведена на рис. 2.

Рис. 2. Модель гребенчатого волновода с градиентным профилем ПП

Для данной модели (рис. 2) были получены следующие результаты: потери на прямом участке волновода для TE-моды составляют 1.0 дБ/см, для
TM-моды – 1.8 дБ/см. Для сравнения, потери во внедренных волноводах,
где изменение показателя преломления достигается так же с помощью методов ионного обмена составляет в среднем 2.0 дБ/см для ТЕ-моды на прямом участке волновода.
При создании модели гребенчатого волновода на тонкопленочном
ниобате лития (рис. 3) в качестве характерных размеров были выбраны
9