基于OptiBPM软件实现对电光调制器的仿真模拟

      |      2019-07-10



目录

1案例结构图

2、材料参数及波导面设置

3波导布局结构及折射率分布

4仿真结果图

 

正文

1、案例结构图

电光调制器结构如图:图中所有数据的单位均为微米。所采用的波导为脊波导,脊波导左右倾角为45°波导材料为砷化铝镓,厚度为0.5,衬底从下往上依次为砷化铝镓、砷化镓、砷化铝镓,厚度依次为20.730.32,三维环境中包层为BCB厚度为4,衬底为空气厚度为0.5,波导上下各加一电极,电极材料折射率为1.6,厚度为0.2

                  图片1.png

                                 

2、材料参数及波导面设置

所用材料的介电特性参数如下表所示:  

材料名称

折射率

电光系数RH

电光系数RV

静电常数EpsXX

静电常数EpsYY

GaAs

3.421076

0

1.42E-12

13.18

13.18

Al0.3Ga0.7As

3.279933

0

1.42E-12

12.244

12.244

BCB

1.538

0

0

2.365444

2.365444

Air

1.0

0

0

1.0

1.0

材料参数设置如下所示:

 图片2.png       图片3.png

                        GaAs相关参数设置图(如表中所示)

 图片4.png        图片5.png 

                                            Al0.3Ga0.7As相关参数设置图(如表中所示)

图片6.png      图片7.png 

                         BCB相关参数设置图(如表中所示)

图片8.png      图片9.png 

                   Air相关参数设置图(如表中所示)

图片10.png      图片11.png 

                          电极材料折射率设置图

                     图片12.png 

                波导面参数设置

 

    图片13.png     图片14.png

              上下电极参数设置图

 

相关参数确定输入完成后,在布局界面添加波导及输入光场,其中波导选择线性波导,波导通道选择上述已设置好的通道,入射光场是通过点击布局界面的入射平面来设置的,其中入射光有模式、高斯、矩形和用户自定义,不同的入射光根据用户自己的需求而定。当输入光为模式时是模式求解所需要的,光场分析通常选择高斯,也可以选择其他作为输入光场。

 

3、波导布局结构及折射率分布

 

完成以上参数设置步骤,即可得到如下结构分布图:

  图片15.png        图片16.png

              波导布局如图(2D3D图)

1561687481957323.png

                折射率显示

观察分析以上布局结果无误后,即可点击仿真按钮进行仿真。


4、仿真结果图


通过仿真结果可得到如下光场信息光场振幅分布、光场相位分布、折射率、Z切光场、Z切静电势、传播能量、电极阻抗等

    图片18.png         图片19.png

                光场振幅分布图(XZ切面、YZ切面)

 

 1561687658829549.png   1561687721796725.png

                      光场相位图(XZ切面、YZ切面)

  图片22.png   图片23.png

                                折射率图(XZ切面、YZ切面)

 图片24.png  图片25.png

               Z切光场、静电势图

1561688164791381.png       1561688276114829.png

            传播能量图                                      电极阻抗图

 

通过点击电光求解仿真分析按钮还可以获得相关电光求解图:

                                           图片28.png