A revolution in Photonic Integrated Circuit Modeling EME. EME法(Eigenmode Expansion) で大規模なフォトニック 集積回路の伝搬計算2D/3Dモデルの内部反射を考慮した シミュレーションを可能にした最先端ソフトウェア
マルチトポロジー (MT) FIMMPROP は、Photon Design の新しい革新的な設計環境です。 レイアウトとシミュレーションの役割を組み合わせた MT-FIMMPROP は、PIC の設計時に 2 つの設計環境間を往復する煩わしい必要性を排除します。
ロングアーム マッハ ツェンダー干渉計 (MZI) は、MT-FIMMPROP を使用して効率的かつ正確にモデル化できるタイプの構造の一例です。
MT-FIMMPROP は、Cherchi et alによって提案されたインターリーバー設計をモデル化するために使用されます。 これは、パワー スプリッターとしてカスケード接続された MZI とマルチモード干渉計 (MMI) に基づいています。
スキャナー機能を使用すると、右のようなデバイスの応答を取得できます。 結果は、この設計がフラットトップ応答を持ち、基本的な MZI 設計の正弦波応答を改善していることを示しています。
大きなリング共振器は、デバイス内の導波路に適合する計算領域をシミュレーション技術を使用して定義する方が大幅に効率的である良い例です。
この図に示されている二重リング共振器の例 (半径: 30um) は、赤いハッシュの計算領域のみを使用してモデル化されています。 したがって、リングの中心にある大きな領域を不必要に計算に含める必要がなくなりました。
さらなる利点は、導波路に適合する計算領域を使用することにより、各計算領域で必要なモードの数が最小限に抑えられることです。
さらに、このシミュレーションでは、反復コンポーネントの S 行列を再利用して効率を向上させる MT-FIMMPROP の機能も利用しています。 バスリング結合領域は一度計算するだけで済みます。
内蔵スキャナ インターフェイスを使用して波長をスキャンすると、デバイスの左上のポートから左下のポートへの伝送と、左上のポートから右下のポートへの結合を確認できます。
この図は、左上のポートにモード 1 を注入したときの、1.55262um 波長でのデバイス全体の Hy フィールドのプロットを示しています。
MT-FIMMPROP is used to model an interleaver design proposed by Cherchi et al. based on cascaded MZIs and multimode interferometers (MMIs) as power splitters.
M. Cherchi et al, Flat-top interleavers based on single MMIs, (2020)
It is probably the dream of any amateur astronomer to be able to be the boss of one of the great multi million dollar telescopes even if it was just for one hour or for a few shots. Sure, we can have a lot of fun with our binoculars.
MT-FIMMPROP is used to model cascaded Mach-Zehnder wavelength filters. Suitable for application as WDM demultiplexers.
MT-FIMMPROP is used to model delay lines constructed using constant bend and straight sections. This example has a physical path length of ~11 cm and yet simulates in <10s. MT-FIMMPROP is the first way to visualize field profiles of delay lines of this scale in a viable amount of time.
Some devices that are now possible natively within the MT-FIMMPROP environment
The FULL Ring Resonator can now be simulated in EigenMode Expansion. MT-FIMMPROP allows users to stitch together the ring coupler simulation with the decoupled ring to simulate the entire component. Find the input/ output coupling in seconds and create a spectral response with FIMMPROP’s parameter sweeps.
A 16,000 um multi-physics simulation running on a laptop, this example combines MT-FIMMPROP with FIMMWAVE’s electro-optic + thermal solvers for 3D optical simulations that vary under an applied voltage.
EME simulations increase in duration with the number of unique waveguide cross-sections in the device, not by the length of each section. This delay line is constructed from exclusively straight waveguides (one mode list) and constant curvature bends (one mode list) meaning it simulates in seconds despite being centimeters in optical path length.
Despite being over 600 um long and 100 um across, MT-FIMMPROP can simulate this long arm MZI with ease on a standard desktop. Until now, simulations of this scale would require exporting components to a circuit simulator. Euler bends are used to minimise insertion loss.
MT-FIMMPROP can recycle simulation results when structures are repeated on the canvas. This set of cascaded MMIs goes from being 7 MMIs and 14 bend simulations to just a single MMI and 3 unique bends.
FIMMWAVEの新しいオプション機能としてMT-FIMMPROP が追加されました。 MT-FIMMPROPは、EME（固有モード展開法）を用いて幅広いフォトニック構造を構築し、シミュレートできる柔軟なレイアウトモジュールです。