Dearadh ciorcad comhtháite fótónach

Dearadhfótónachciorcad comhtháite

Ciorcaid chomhtháite fótónachaIs minic a dheartar (PIC) le cabhair ó scripteanna matamaiticiúla mar gheall ar thábhacht fhad na cosáin in inteirféaraiméadair nó in iarratais eile atá íogair do fhad na cosáin.PICdéantar é trí shraitheanna iolracha (10 go 30 de ghnáth) a phatrúnú ar shliseog, atá comhdhéanta de go leor cruthanna polagánacha, a léirítear go minic i bhformáid GDSII. Sula seoltar an comhad chuig an monaróir fótamaisc, is inmhianaithe go mór a bheith in ann an PIC a insamhladh chun cruinneas an dearaidh a fhíorú. Tá an insamhladh roinnte ina leibhéil iolracha: is é an leibhéal is ísle an insamhladh leictreamaighnéadach (EM), áit a ndéantar an insamhladh ag an leibhéal fo-thonnfhaid, cé go láimhseáiltear na hidirghníomhaíochtaí idir adaimh san ábhar ag an scála macrascópach. I measc na modhanna tipiciúla tá Fearann ​​Ama difríochta críochta tríthoiseach (3D FDTD) agus leathnú mód dílseánaigh (EME). Is iad na modhanna seo na cinn is cruinne, ach níl siad praiticiúil don am insamhalta PIC ar fad. Is é an chéad leibhéal eile insamhladh EM 2.5-toiseach, amhail iomadú bhíoma difríochta críochta (FD-BPM). Tá na modhanna seo i bhfad níos tapúla, ach íobairtíonn siad roinnt cruinneas agus ní féidir leo ach iomadú para-aiseach a láimhseáil agus ní féidir iad a úsáid chun athshondóirí a insamhladh, mar shampla. Is é an chéad leibhéal eile insamhalta EM 2T, amhail FDTD 2T agus BPM 2T. Tá siad seo níos tapúla freisin, ach tá feidhmiúlacht theoranta acu, amhail ní féidir leo rothlaithe polaraithe a insamhalta. Leibhéal eile is ea insamhalta maitrís tarchuir agus/nó scaipthe. Laghdaítear gach príomhchomhpháirt go comhpháirt le hionchur agus aschur, agus laghdaítear an treoirthonn ceangailte go heilimint aistrithe céime agus maolaithe. Tá na hinsamhalta seo thar a bheith gasta. Faightear an comhartha aschuir tríd an maitrís tarchuir a iolrú faoin gcomhartha ionchuir. Déanann an maitrís scaipthe (ar a dtugtar S-paraiméadair) na comharthaí ionchuir agus aschuir a iolrú ar thaobh amháin chun na comharthaí ionchuir agus aschuir a fháil ar an taobh eile den chomhpháirt. Go bunúsach, tá an machnamh taobh istigh den eilimint sa mhaitrís scaipthe. De ghnáth bíonn an maitrís scaipthe dhá oiread níos mó ná an maitrís tarchuir i ngach toise. Mar achoimre, ó EM 3T go insamhalta maitrís tarchuir/scaipthe, cuireann gach ciseal insamhalta trádáil idir luas agus cruinneas i láthair, agus roghnaíonn dearthóirí an leibhéal ceart insamhalta dá riachtanais shonracha chun an próiseas bailíochtaithe dearaidh a bharrfheabhsú.

Mar sin féin, ní ráthaíonn brath ar insamhalta leictreamaighnéadach d’eilimintí áirithe agus úsáid a bhaint as maitrís scaipthe/aistrithe chun an PIC iomlán a insamhladh dearadh atá go hiomlán ceart os comhair an phláta sreafa. Mar shampla, is dócha nach mbraithfear faid chosáin mhíríomhaithe, treoraithe tonnta ilmhódacha nach n-éiríonn leo modhanna ard-ord a chosc go héifeachtach, nó dhá threoraí tonnta atá ró-ghar dá chéile a fhágann fadhbanna cúplála gan choinne le linn an insamhalta. Dá bhrí sin, cé go soláthraíonn uirlisí insamhalta chun cinn cumais bhailíochtaithe dearaidh chumhachtacha, tá gá fós le hardleibhéal airdeall agus cigireacht chúramach ón dearthóir, in éineacht le taithí phraiticiúil agus eolas teicniúil, chun cruinneas agus iontaofacht an dearaidh a chinntiú agus riosca na bileoige sreafa a laghdú.

Ligeann teicníc ar a dtugtar FDTD scaipthe insamhaltaí FDTD 3T agus 2T a dhéanamh go díreach ar dhearadh PIC iomlán chun an dearadh a bhailíochtú. Cé go bhfuil sé deacair d'aon uirlis insamhalta leictreamaighnéadaigh PIC ar scála an-mhór a insamhladh, is féidir leis an FDTD scaipthe limistéar áitiúil sách mór a insamhladh. I FDTD 3T traidisiúnta, tosaíonn an insamhladh trí na sé chomhpháirt den réimse leictreamaighnéadach a thosú laistigh de thoirt chainníochtaithe ar leith. De réir mar a théann an t-am ar aghaidh, ríomhtar an chomhpháirt réimse nua sa thoirt, agus mar sin de. Éilíonn gach céim go leor ríomha, mar sin tógann sé tamall fada. I FDTD 3T scaipthe, in ionad ríomh a dhéanamh ag gach céim ag gach pointe den thoirt, coinnítear liosta de chomhpháirteanna réimse ar féidir leo a bheith comhfhreagrach go teoiriciúil do thoirt mhór treallach agus nach féidir a ríomh ach do na comhpháirteanna sin. Ag gach céim ama, cuirtear pointí in aice le comhpháirteanna réimse leis, agus scaoiltear comhpháirteanna réimse faoi bhun tairseach cumhachta áirithe. I gcás roinnt struchtúr, is féidir leis an ríomh seo a bheith roinnt orduithe méide níos tapúla ná FDTD 3T traidisiúnta. Mar sin féin, ní fheidhmíonn FDTDSanna tanaí go maith agus iad ag déileáil le struchtúir scaipthe toisc go scaipeann an réimse ama seo an iomarca, rud a fhágann liostaí atá rófhada agus deacair a bhainistiú. Taispeánann Fíor 1 sampla de scáileán d'insamhladh FDTD 3T cosúil le scoilteoir bhíoma polaraithe (PBS).

Fíor 1: Torthaí insamhalta ó FDTD gann 3T. (A) radharc barr den struchtúr atá á insamhladh, ar chúplóir treo é. (B) Taispeánann sé seo pictiúr scáileáin d'insamhalta ag baint úsáide as spreagadh quasi-TE. Taispeánann an dá léaráid thuas an radharc barr de na comharthaí quasi-TE agus quasi-TM, agus taispeánann an dá léaráid thíos an radharc trasghearrthach comhfhreagrach. (C) Taispeánann sé seo pictiúr scáileáin d'insamhalta ag baint úsáide as spreagadh quasi-TM.