home

Базовые компоненты фотонных интегральных схем. моделирование изогнутых канальных волноводов на подложке из InP

?
БАЗОВЫЕ КОМПОНЕНТЫ ФОТОННЫХ ИНТЕГРАЛЬНЫХ СХЕМ.
МОДЕЛИРОВАНИЕ ИЗОГНУТЫХ КАНАЛЬНЫХ ВОЛНОВОДОВ
НА ПОДЛОЖКЕ ИЗ InP
А. А. Козлов, У. О. Салгаева, А. Б. Волынцев
Пермский государственный национальный исследовательский университет,
614990, Пермь, Букирева, 15
Фотонная интегральная схема (ФИС) – многокомпонентное фотонное
устройство, изготовленное на плоской подложке и выполняющее функции
обработки оптических сигналов. Использование ФИС позволяет
изготавливать более компактные и с более высокой производительностью
оптические системы (по сравнению с системами на основе дискретных
оптических компонентов), а также предоставляет возможность их
интеграции с электронными схемами для увеличения функциональности
конечного прибора [1].
Базовым элементом ФИС являются канальные волноводы. Они не только
связывают элементы ФИС в одну сложную систему, но и являются основой
для создания большинства компонентов фотонных интегральных схем,
таких как многомодовые интерференционные делители, решетки на основе
массива волноводов и др.
Среди всех материалов интегральной оптики – Si, SiOx, LiNbO3, SiNx,
GaAs и др. – особое место занимает фосфид индия (InP), который является
наиболее перспективным материалом для создания ФИС, так как обладает
наилучшим сочетанием оптико-электрических и функциональных свойств, а
также позволяет реализовать ФИС целиком на одном кристалле [2].
Поэтому целью данного исследования является моделирование
канальных волноводов и распределения оптического излучения в них для
создания ФИС на подложке из InP.
Для моделирования канальных волноводов на подложке из InP и
изучения распределения оптического излучения в них был использован
САПР для численного моделирования фотонных интегральных схем.
Объектом исследования стали типовые волноводы, которые применяются
при изготовлении компонентов реальных ФИС. Схема изучаемого
волновода приведена на рис. 1.
Волновод состоит из InP, легированного n- и p-примесями (подложка и
оболочка соответственно). Материал сердцевины волновода – четвертной
твердый раствор InxAs1-xGayP1-y.
В ходе исследования были рассмотрены три глубины травления
волновода: 1,35 мкм, и 1,50 мкм 2,00 мкм, отвечающие различным базовым
компонентам ФИС и лежащие в основе волноводов глубокого и
неглубокого травления.

16