薄膜ニオブ酸リチウム（TFLN）変調器の３Dシミュレーション

MT-FIMMPROP はレイアウト環境で変調器全体をシミュレーション可能な革新的な機能で、薄膜ニオブ酸リチウム変調器 (X-Cut)マッハツェンダー（MZ）変調器の印加電圧が光出力に及ぼす影響の変化を含めた3Dシミュレーションを可能にします。

電気光学ソルバー

TFLN導波路におけるポックルス効果には電気光学（EO）ソルバーが有効です。

MZ変調器の直線アームに印加電圧をかけた際の基本モードの有効屈折率がどのように変化するかを解析し、電気的接触下で変調器の材料の屈折率を変化させ、光学モードの有効屈折率に同じ変化を生じさせます。

MT-FIMMPROP の固有モード展開（EME）は、MMIの3Dシミュレーションを高速で処理することが可能で、出力結合が長さに応じてどのように変化するか、長さに応じて出力結合がどのように変化するか、瞬時に自動的に変化させて特性変化を効率的に分析・可視化できます。

光集積回路の複数の部品に対するシミュレーションを統合する独自のツールにより、MZ変調器全体のシミュレーションとレイアウトが可能です。

「プッシュプル」構成を採用した変調器では、一方のアームを順方向バイアス、他方を逆方向バイアスに設定して、単一アーム変調デバイスに比べ半分の長さでπ位相差を実現できます。

基線長（アーム長）のスキャンを高速に実行し、π位相シフトに必要な長さを素早く特定します。

さらに熱光学位相シフタを使用することで、これらの「プッシュプル」変調器2台を直交位相で組み合わせ、DQPSK変調方式と同様に信号伝送速度を倍増させることが可能です。　　　　　　MT-FIMMPROPは、レイアウト環境内で変調器全体を厳密かつ迅速にシミュレートすることを可能にしています。

進行波電極モデルを含むMZ変調器の時間発展シミュレーションが可能なPICWaveは、進行波電極モデルが含む高度な電気モデルと、非線形効果をシミュレートするための物理モデルを組み込み、GHz変調器を作成、シミュレーションできます。

計算結果から、設計されたMZ変調器の220GHz信号の伝送が、ビット誤り率（Bit Error Rate, BER）が業界標準を桁違いに下回ることが確認する事が出来た。さらに、シミュレーションには非線形効果による損失を含めることが可能である。

PICWaveと連携することで、エンジニアは電気接点のインピーダンスを調整し、電気信号と光信号の伝搬速度を同じに設計することができます。これにより、所定の誤差許容値で変調速度を高速化を実現できます。

印加電圧と変調器の長さは、π位相シフトを誘起するように選択され、出力において相殺的な干渉が見られます。変調器が長いほど、この位相シフトを実現するために必要な印加電圧は小さくなることが分かります。

MZ変調器の経時変化シミュレーションが可能なPICシミュレータ「PICWave」は、進行波電極モデルを含む高度な電気モデルと、非線形効果をシミュレートする物理モデルが組み込まれており、GHz帯変調器の設計が可能です。

高出力動作時には、二光子吸収（TPA）の動的結合機構やそれに起因する自由キャリア吸収（FCA）など、出力依存性の損失もPICWaveシミュレーションには含まれており、損失が光モードへの入力出力に応じてどのように変化するか計算することも可能です。

これらの計算結果は、カリフォルニア大学サンディエゴ校の公表結果と照合されソフトウェアの検証を得ている。