ویژگی های انتقال و تجزیه و تحلیل از دست دادن موج های مستقیم

1. خصوصیات انتقال موجبرهای مستقیم

حرکات موج داریک شکل ساده از موج های نوری است که معمولاً برای انتقال سیگنال های نوری استفاده می شود. خصوصیات انتقال آن عمدتاً در انتشار حالت و خصوصیات از دست دادن منعکس می شود. در فوتونیک های مبتنی بر سیلیکون ، از دست دادن انتقال موج های مستقیم به طور عمده شامل از بین رفتن عدم تطابق حالت ، از دست دادن پراکندگی داخلی و از دست دادن پراکندگی سطح است. تولید این تلفات از نزدیک با ساختار هندسی موجبر ، خصوصیات مواد و محیط خارجی مرتبط است.

عدم تطابق حالت LOSs: عدم تطابق حالت ازموجدار مستقیمبه طور عمده در خم موجبر یا ارتباط با سایر موجبرها رخ می دهد. این از دست دادن ناشی از اتصال انرژی بین حالتهای مختلف موجبر است و در نتیجه انتقال ناکارآمد بخشی از انرژی نور ایجاد می شود.

از دست دادن پراکندگی داخلی: از دست دادن پراکندگی داخلی ناشی از ناهمگن بودن (مانند نقص یا ناخالصی) در داخل ماده موجبر است. این ضرر باعث کاهش بازده انتقال موجبر شده و بر کیفیت سیگنال نوری تأثیر می گذارد.

از دست دادن پراکندگی سطح: از دست دادن پراکندگی سطح ناشی از زبری یا آلودگی سطح موجبر است. این از دست دادن باعث پراکندگی سیگنال نوری در هنگام انتشار می شود و در نتیجه باعث کاهش راندمان انتقال می شود.

2. تجزیه و تحلیل از دست دادن موج های موج مستقیم

تجزیه و تحلیل از دست دادنحرکات موج داربخش مهمی از طراحی بهینه سازی است. طبق تحقیقات موجود ، از دست دادن انتقال موجبرهای مستقیم عمدتا از جنبه های زیر ناشی می شود:

عدم تطابق شاخص انکسار: هنگامی که aموجدار مستقیمبه یک موجبر منحنی یا ساختار دیگر متصل است ، عدم تطابق ضریب شکست باعث می شود بخشی از انرژی نور به بستر یا جهات دیگر نشت کند و در نتیجه باعث افزایش ضرر شود.

از دست دادن تابش: از دست دادن تابش aموجدار مستقیمبه طور عمده در ناحیه لبه موجبر رخ می دهد. به خصوص هنگامی که عرض موجبر بزرگ است یا شعاع انحنای کوچک است ، از دست دادن تابش به میزان قابل توجهی افزایش می یابد.

بازتاب چهره پایان: بازتاب چهره پایان aموجدار مستقیمبر یکپارچگی سیگنال نوری ، به ویژه در مواد بازتابنده بالا ، که در آن بازتاب چهره ممکن است باعث از بین رفتن انرژی زیادی شود ، تأثیر می گذارد.

از دست دادن تبدیل حالت: در بعضی موارد ، الفموجدار مستقیمباید به سایر ساختارهای موجبر (مانند موجبر خمیده) وصل شود و این اتصال باعث از بین رفتن حالت می شود. از دست دادن تبدیل حالت نزدیک به پارامترهای هندسی موجبر (مانند شعاع خمش) است.
3. روش های بهینه سازی برای از دست دادن موجبر مستقیم

برای کاهش از دست دادن انتقالموجدار مستقیممحققان انواع روشهای بهینه سازی را پیشنهاد کرده اند:

بهبود فناوری پردازش: با بهبود دقت پردازش و کاهش زبری و نقص سطح موجبر ، می توان پراکندگی داخلی و تلفات پراکندگی سطح را به طور مؤثر کاهش داد.

بهینه سازی کنتراست انکسار: با تنظیم کنتراست ضریب شکست بین لایه هسته و روکش ، می توان از دست دادن عدم تطابق حالت و از دست دادن تابش کاهش یافت.

با استفاده از مواد کم از دست رفته: انتخاب مواد با ضرر کم (مانند نیترید سیلیکون) به عنوان مواد موجبر می تواند به طور قابل توجهی پراکندگی داخلی و تلفات تابش را کاهش دهد.

بهینه سازی ساختار هندسی: با تنظیم پارامترهای هندسی مانند عرض و شعاع خمش موجبر ، از دست دادن تبدیل حالت و از دست دادن تابش به طور مؤثر کاهش می یابد.

با استفاده از روکش متاماد چند لایه: اضافه کردن روکش متاماد چند لایه بر روی سطح موجبر می تواند از دست دادن تابش سرکوب کرده و راندمان انتقال را بهبود بخشد.

4. نتیجه گیری

به عنوان یک مؤلفه اصلی در مدارهای مجتمع فوتونی ، ویژگی های انتقال و ویژگی های از دست دادنحرکات موج دارتأثیر مهمی در عملکرد دستگاه دارد. با تجزیه و تحلیل عمیق ویژگی های انتقال و منابع از دست دادن موجبر مستقیم و ترکیب آنها با روش های بهینه طراحی ، عملکرد و ادغام دستگاه های فوتونی می تواند به طور قابل توجهی بهبود یابد. تحقیقات آینده باید بیشتر مواد و طرح های ساختاری جدید را برای دستیابی به ضرر پایین تر و مدارهای یکپارچه فوتونیک با راندمان بالاتر مورد بررسی قرار دهد.

اکنون تماس بگیرید

مرجع:

1. ویفنگ جیانگ ، سیقیانگ مائو و همکاران. "طراحی معکوس و نمایش فیلتر حالت مرتبه بالا سیلیکون روی تراشه." APL Photonics (2024) .. Weifeng Jiang.

2. Yingying Han ، Lei Xiong et al. "مشاهده حالت محدود تصادفی تنظیم شده در پیوستار در آرایه نانودریس سیلیکون." نانوفوتونیک (2024) .. Yingying Han ، Lei Xiong ، Jianping Shi.

3. طراحی بهینه شده از جفت های MMI بر اساس ریزگردها. Le Trung Thanh و همکاران.

4. Silicon Germanium غنی از GE به عنوان یک بستر جدید برای اتصال نوری در سیلیکون. Vladyslav Vakarin.

5. خواص انتقال دهنده های توخالی مستطیل شکل برای نور لیزر CO2. Hisatada Machida 等.

[1992-12]

6. یک رویکرد نرمال شده برای طراحی خم های موجبر نوری کم از دست رفته