フォトニック集積回路設計 PICWave – A photonic IC, laser diode and SOA simulator

PICWave 4
PICWave は導波路、テーパー、グレイティング等の受動導波路およびSOA、レーザダイオード、モジュレータ等の能動デバイスを含むフォトニックICのモデリングが可能です。

【特長】

Active Module

アクティブモジュールは、さまざまな種類のアンプ(SOAs)およびレーザだけでなく、変調器および光センサーのシミュレーションが可能
(例: ファブリペロー、DFB、同調可能なリングレーザなど広範囲のレーザダイオードタイプ)

Electrical model

ダイオードのIV特性、電流拡散、インダクタおよびコンデンサなどのアクティブフォトニック部品の電気的な側面をモデリングするために豊富な機能を備えている

Laser geometries supported by PICWave

SOAモデルと一般的な光回路機能のおかげで、PICWaveは波長可変レーザと外部共振器デバイスなど、実質的に考えられる半導体レーザの形状をモデリングすることが可能

Import passive component model from FIMMPROP

有限インパルス応答(FIR)セクションを使用することにより、光回路シミュレーションに受動部品のモデル(テーパー、MMIS、J-接合など)をインポートすることが可能

Import hetero-structure models from Harold

ハロルドは、物質シミュレーション(レーザーまたは電解吸収型変調器)を行い、その結果をPICWaveにインポートできる

【PICWave事例】

Example 1: An active 2R Optical regenerator

PICWaveの強みの一つは、パッシブ(導波路)とアクティブ(レーザー)コンポーネントを結合する能力です。この光再生器は、導波路と2つの半導体光増幅器(SOA)の10,000um以上の大規模な受動光学回路で構成されています。

picwave_2

Example 2: Modelling a large ring resonator

picwave_3
PICWave は、直径 100’s um のリング共振器を簡単かつ効率的にモデリングできます。
このアルゴリズムは、(例えば)FDTDよりも桁違いに効率が良いです。わずか数分で50MHz波長分解能と50nmスペクトル範囲まで、の直径200umのトリプルリング共振器を計算します。
下記結果の例は直径 60um リング共鳴器です。PICWave は数秒で結果を出し、グラフからも分かるように、PICWave の結果は理論的な解答と一致しています。
PICWave 5

Example 3: Quarter-wavelength shifted DFB laser + modulator

DFB

PICWaveは、半導体レーザーや光集積回路との相互作用をモデリングすることができます。ここでは、PICWaveでシミュレーションした1/4波長シフト分布帰還型レーザーダイオード(DFBレーザーダイオード)の例を示しています。
分布帰還型レーザーのアウトプットは、電界吸収型変調器と一緒に右側に変調されます。

DFBoutput

シミュレーションは時間領域で実行されています。上記のように、左側に放射されたレーザーの非変調出力、そして右側に変調出力を見ることができます。

Example 4: Hybrid Silicon Tapered Laser Diode (SOI)

PICWaveの電流拡散モデルは、ハイブリッドシリコンレーザーダイオード(またはハイブリッドSOIレーザーダイオード)のシミュレーションを可能にします。また、PICWaveは自動的にシミュレーションで電流拡散をモデルリングするために、抵抗メッシュを生成することが可能です。
左の図は、ハイブリッドシリコンレーザーデバイスのセットアップを示しています。

guihybrid_soi

Photon Design社

Photon DesignlogoPhotonDesign 社は1992年に創業しました。創業以来、光 IC 、導波路分野での活動をメインとし、Photonics コンポーネントを網羅し、広範囲の光通信ツールとしての提供を行っています。培ってきた技術、情報から開発されたソフトウェアを、次世代の開発支援ツールとして、世界中の通信会社および研究所などに使用されています。

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