Gerçekçi AL2O3 tabanlı Y-dallı optik dalga kılavuzlarında yeni bir geometri parameterizasyonu, optimizasyonu ve simülasyonu

Entegre optiklerin, birkaç on yıl önce gömülü elektroniklerin gösterdiğine benzer bir büyüme oranı göstermesi beklenmektedir. Bununla birlikte, büyümesini sürdürmek ve oldukça işlevsel, yoğun biçimde entegre edilmiş optik cihazlar üretmek için gelişmiş tasarım yöntemleri geliştirilmelidir. Bu tezde, bir optimizasyon yönteminin güçlü bir elektromanyetik çözücü ile nasıl birleştirileceğini, bu teknikle bazı sınırlamaları yerine getirirken optimal tasarımları bulabilecek bir tasarım aracı oluşturulabileceğini gösterdik. Bunu elde etmek için, Sonlu Fark Zaman Çizelgesi elektromanyetik çözücüsü ile 1 μm çözünürlükteki standart litografi tasarımlarının üretimini sağlarken, tek modlu, optik Y-Dallı dalga kılavuzunun ideal geometrisini tanımlamak için bir parçacık tarama optimizasyon algoritması kullandık. Önerilen tasarım 1450 ila 1580 nm dalga boyları aralığında 0.45 dB'lik ortalama toplam ekleme kaybına sahiptir ve yaklaşık olarak 40 ila 10 μm bir ayak izi vardır. Araştırmamızın genel bakış açısı yeni tasarım parametrelerinin uygulanmasını ve ağır yol gösterici malzeme işlemlerinden daha zor olan zayıf yönlendirilmiş bir malzeme sisteminin, yani SiO2 üzerinde Al2O3'ün kullanılmasını içermektedir. Son olarak, bu tezde sunulan tüm simülasyonlar, simülasyonların gerçeği yansıtması için son derece önemli olduğu kanıtlanan gerçekçi bir dalga kılavuzu geometrisine dayanmaktadır. Bu tezde, aktif ve pasif entegre optik bileşenlerin gerçekleştirilmesi için çok umut verici olduğu olan Atomik Katman Kaplama biriktirme tekniği kullanılarak büyütülen amorf Al2O3 seçilmiştir.