طراحی سیستماتیک موجبر فوتونی مبتنی بر سیلیکون نیترید در محدوده مور مرئی

استفاده از سیلیکون نیترید در مدارهای مجتمع فوتونی در دهه های اخیر به سرعت پیشرفت کرده است. در این مقاله، طراحی سیستماتیک و تحلیل تمام موجبر فوتونی سیلیکون نیترید در محدوده طول موجی نور مرئی ارائه شده است. معیارهای در نظر گرفته شده در طراحی موجبر شامل تک مود بودن، محدود شدگی مناسب مود نوری، مساحت مودی مناسب و ابعاد فیزیکی کوچک هستند. نتایج بدست آمده با استفاده از روش سه بعدی تفاضل محدود حوزه زمان نشان می دهند به ازای ابعاد بهینه، این موجبر از سطح مقطع عرضی کوچک ۴۰۰×۳۵۰ نانومتر مربع برخوردار بوده و مساحت مودی مرثر مودهای هدایتی ۱TE و ۱TM به ترتیب برابر با ۰/۲۱۸ و ۰/۲۰۴ میکرومتر مربع است. همچنین، ضرایب محدود شدگی نور در نواحی هسته، پوسته و زیرلایه در مود هدایتی ۱TE به ترتیب ۷۹/۳۸، ۱۵/۷۷ و ۴/۸۵ درصد و مود هدایتی ۱TM به ترتیب برابر ۸۰/۶۰، ۱۴/۷۰ و ۴/۷۰ درصد بدست آمده اند که بیانگر محدود شدگی بالای شدت نور در ناحیه هسته موجبر هستند. از این موجبر می توان برای کاربردهای انتشار نور و انتقال داده در مقیاس تراشه استفاده کرد.

Keywords:

تحلیل موردی نوری , سیلیکون نیترید , موجبر فوتونی , نور مرئی