解析事例
薄膜LiNbO₃位相変調器の解析事例
こんな方におすすめ
- 高速光通信技術の研究・開発者
- 量子通信・量子コンピューティングの研究・開発者
- LIDAR等の光センサー技術の開発者
- 光集積回路やLiNbO₃薄膜デバイスの研究・開発者
解析概要
本事例では、薄膜LiNbO₃(LN)変調器の電気特性解析を行います。まず、Step1としてAnsys Lumerical CHARGEを用いてポッケルス効果による屈折率変化の解析を行います。続いて、Step2としてStep1で解析した屈折率変化をモデルにインポートし、Lumerical FEEMを用いて光学解析を行います。なお、本記事の内容は Thin Film Lithium Niobate Electro-Optic Phase Modulator – Ansys Optics に基づいております。
使用ソフトウェア
Ansys Lumerical CHARGE
Ansys Lumerical FEEM
※2023R1.2以降のバージョンが必要です。
解析目的および解析手法
背景と目的
解析対象

図1 解析モデル
解析手法
(1)ポッケルス効果によるLNの屈折率変化の解析(Lumerical CHARGE)
(2)電気光学特性の解析(Lumerical FEEM)
解析内容
Step1. ポッケルス効果によるLNの屈折率変化の解析


※本事例は2Dシミュレーション(xz平面)であり、Ey=0となります。また、Ex≫EzであるためExによる影響のみを考慮しています。

図2 LN導波路の屈折率変化(0.5V,5V時)
Step2. 電気光学特性解析
- 基本モード・実効屈折率の計算
- Lπ・Vπ Lの計算
- 損失の計算

図3 LN導波路の実効屈折率


図4 LN変調器のLπ

図5 LN変調器のVπL

図6 LN変調器の損失

図7 5V時の基本TEモードにおける電場分布(ログスケール)
まとめ
また、ダウンロード可能な資料では本モデルを使用して簡単なAC解析を行った結果を記載しております。
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