פּלאַן פון פאָטאָניק ינאַגרייטיד קרייַז

פּלאַן פוןפאָטאָניקינאַגרייטיד קרייַז

פאָטאָניק ינאַגרייטיד סערקאַץ(PIC) זענען אָפט דיזיינד מיט די הילף פון מאַטאַמאַטיקאַל סקריפּס ווייַל פון די וויכטיקייט פון דרך לענג אין ינטערפעראָמעטערס אָדער אנדערע אַפּלאַקיישאַנז וואָס זענען שפּירעוודיק צו דרך לענג.PICאיז מאַניאַפאַקטשערד דורך פּאַטערינג קייפל לייַערס (טיפּיקלי 10-30) אויף אַ ווייפער, וואָס זענען פארפאסט פון פילע פּאָליגאָנאַל שאַפּעס, אָפט רעפּריזענטיד אין די GDSII פֿאָרמאַט. איידער איר שיקן די טעקע צו דער פאַבריקאַנט פון פאָטאָמאַסק, עס איז שטארק דיזייראַבאַל צו סימולירן די PIC צו באַשטעטיקן די ריכטיק פון די פּלאַן. די סימיאַליישאַן איז צעטיילט אין קייפל לעוועלס: די לאָואַסט מדרגה איז די דריי-דימענשאַנאַל ילעקטראָומאַגנעטיק (EM) סימיאַליישאַן, ווו די סימיאַליישאַן איז דורכגעקאָכט אויף די סאַב-ווייוולענגט מדרגה, כאָטש די ינטעראַקשאַנז צווישן אַטאָמס אין דעם מאַטעריאַל זענען כאַנדאַלד אין די מאַקראָסקאָפּיק וואָג. טיפּיש מעטהאָדס אַרייַננעמען דריי-דימענשאַנאַל ענדלעך-דיפפערענסע צייט-פעלד (3D FDTD) און עקמאָדע יקספּאַנשאַן (EME). די מעטהאָדס זענען די מערסט פּינטלעך, אָבער זענען ימפּראַקטאַקאַל פֿאַר די גאנצע PIC סימיאַליישאַן צייט. דער ווייַטער מדרגה איז 2.5-דימענשאַנאַל EM סימיאַליישאַן, אַזאַ ווי ענדלעך-דיפפערענסע שטראַל פּראַפּאַגיישאַן (FD-BPM). די מעטהאָדס זענען פיל פאַסטער, אָבער קרבן עטלעכע אַקיעראַסי און קענען בלויז שעפּן פּעראַקסיאַל פּראַפּאַגיישאַן און קענען ניט זיין געוויינט צו סימולירן רעסאָנאַטאָרס, למשל. דער ווייַטער מדרגה איז 2D EM סימיאַליישאַן, אַזאַ ווי 2D FDTD און 2D BPM. די זענען אויך פאַסטער, אָבער האָבן לימיטעד פאַנגקשאַנאַליטי, אַזאַ ווי זיי קענען נישט סימולירן פּאָולעראַזיישאַן ראָטאַטאָרס. א ווייַטער מדרגה איז טראַנסמיסיע און / אָדער צעוואָרפן מאַטריץ סימיאַליישאַן. יעדער הויפּט קאָמפּאָנענט איז רידוסט צו אַ קאָמפּאָנענט מיט אַרייַנשרייַב און רעזולטאַט, און די פארבונדן וואַוועגויד איז רידוסט צו אַ פאַסע יבעררוק און אַטטענואַטיאָן עלעמענט. די סימיאַליישאַנז זענען גאָר שנעל. דער רעזולטאַט סיגנאַל איז באקומען דורך מאַלטאַפּלייינג די טראַנסמיסיע מאַטריץ דורך די אַרייַנשרייַב סיגנאַל. די צעוואָרפן מאַטריץ (וועמענס עלעמענטן זענען גערופן S-פּאַראַמעטערס) מאַלטאַפּלייץ די אַרייַנשרייַב און רעזולטאַט סיגנאַלז אויף איין זייַט צו געפֿינען די אַרייַנשרייַב און רעזולטאַט סיגנאַלז אויף די אנדערע זייַט פון די קאָמפּאָנענט. בייסיקלי, די צעוואָרפן מאַטריץ כּולל די אָפּשפּיגלונג ין דער עלעמענט. די צעוואָרפן מאַטריץ איז יוזשאַוואַלי צוויי מאָל ווי גרויס ווי די טראַנסמיסיע מאַטריץ אין יעדער ויסמעסטונג. אין קיצער, פֿון 3D EM צו טראַנסמיסיע / צעוואָרפן מאַטריץ סימיאַליישאַן, יעדער סימיאַליישאַן שיכטע גיט אַ האַנדל-אַוועק צווישן גיכקייַט און אַקיעראַסי, און דיזיינערז קלייַבן די רעכט סימיאַליישאַן מדרגה פֿאַר זייער ספּעציפיש דאַרף צו אַפּטאַמייז די פּלאַן וואַלאַדיישאַן פּראָצעס.

אָבער, רילייינג אויף ילעקטראָומאַגנעטיק סימיאַליישאַן פון זיכער עלעמענטן און ניצן אַ צעוואָרפן / אַריבערפירן מאַטריץ צו סימולירן די גאנצע PIC קען נישט גאַראַנטירן אַ גאָר ריכטיק פּלאַן אין פראָנט פון די לויפן טעלער. פֿאַר בייַשפּיל, מיסקאַלקיאַלייטיד וועג לענגקטס, מולטימאָדע וואַוועגוידעס וואָס פאַרלאָזן צו יפעקטיוולי פאַרשטיקן הויך-סדר מאָדעס, אָדער צוויי וואַוועגוידעס וואָס זענען צו נאָענט צו יעדער אנדערער וואָס פירן צו אומגעריכט קאַפּלינג פּראָבלעמס זענען מסתּמא צו זיין אַנדיטעקטיד בעשאַס סימיאַליישאַן. דעריבער, כאָטש אַוואַנסירטע סימיאַליישאַן מכשירים צושטעלן שטאַרק פּלאַן וואַלאַדיישאַן קייפּאַבילאַטיז, עס נאָך ריקווייערז אַ הויך גראַד פון ווידזשאַלאַנס און אָפּגעהיט דורכקוק דורך די דיזיינער, קאַמביינד מיט פּראַקטיש דערפאַרונג און טעכניש וויסן, צו ענשור די אַקיעראַסי און רילייאַבילאַטי פון די פּלאַן און רעדוצירן די ריזיקירן פון די פּלאַן. לויפן בלאַט.

א טעכניק גערופֿן שיטער FDTD אַלאַוז 3D און 2D FDTD סימיאַליישאַנז צו זיין דורכגעקאָכט גלייַך אויף אַ גאַנץ PIC פּלאַן צו וואַלאַדייט די פּלאַן. כאָטש עס איז שווער פֿאַר קיין ילעקטראָומאַגנעטיק סימיאַליישאַן געצייַג צו סימולירן אַ זייער גרויס PIC, די שיטער FDTD איז ביכולת צו סימולירן אַ פערלי גרויס היגע געגנט. אין בעקאַבאָלעדיק 3D FDTD, די סימיאַליישאַן הייבט מיט יניטיאַליזינג די זעקס קאַמפּאָונאַנץ פון די ילעקטראָומאַגנעטיק פעלד אין אַ ספּעציפיש קוואַנטייזד באַנד. ווי די צייט פּראָגרעסיז, די נייַ פעלד קאָמפּאָנענט אין די באַנד איז קאַלקיאַלייטיד, און אַזוי אויף. יעדער שריט ריקווייערז אַ פּלאַץ פון כעזשבן, אַזוי עס נעמט אַ לאַנג צייַט. אין שיטער 3D FDTD, אַנשטאָט פון קאַלקיאַלייטינג אין יעדער שריט אין יעדער פונט פון דעם באַנד, אַ רשימה פון פעלד קאַמפּאָונאַנץ איז מיינטיינד וואָס קענען טעאָרעטיש שטימען צו אַ אַרביטרעראַלי גרויס באַנד און זיין קאַלקיאַלייטיד בלויז פֿאַר די קאַמפּאָונאַנץ. אין יעדער צייט שריט, ווייזט שכייניש צו פעלד קאַמפּאָונאַנץ זענען צוגעגעבן, בשעת פעלד קאַמפּאָונאַנץ אונטער אַ זיכער מאַכט שוועל זענען דראַפּט. פֿאַר עטלעכע סטראַקטשערז, דעם קאַמפּיאַטיישאַן קענען זיין עטלעכע אָרדערס פון מאַגנאַטוד פאַסטער ווי טראדיציאנעלן 3D FDTD. אָבער, שיטער FDTDS טאָן ניט טאָן גוט ווען איר האַנדלען מיט דיספּערסיוו סטראַקטשערז ווייַל דאָס מאָל פעלד ספּרעדז צו פיל, ריזאַלטינג אין רשימות וואָס זענען צו לאַנג און שווער צו פירן. פיגור 1 ווייזט אַ ביישפּיל סקרעענשאָט פון אַ 3D FDTD סימיאַליישאַן ענלעך צו אַ פּאָולעראַזיישאַן שטראַל ספּליטטער (PBS).

פיגורע 1: סימיאַליישאַן רעזולטאַטן פון 3D שיטער FDTD. (א) איז אַ שפּיץ מיינונג פון די סטרוקטור וואָס איז סימיאַלייטיד, וואָס איז אַ דירעקטיאָנאַל קאַפּלער. (ב) ווייזט אַ סקרעענשאָט פון אַ סימיאַליישאַן ניצן קוואַזי-טע עקסייטיישאַן. די צוויי דייאַגראַמז אויבן ווייַזן די שפּיץ מיינונג פון די קוואַזי-טע און קוואַזי-טם סיגנאַלז, און די צוויי דייאַגראַמז אונטן ווייַזן די קאָראַספּאַנדינג קרייַז-סעקשאַנאַל מיינונג. (C) ווייזט אַ סקרעענשאָט פון אַ סימיאַליישאַן ניצן קוואַזי-טם עקסייטיישאַן.