設計課題
能動と受動を、同じ基板の上で成立させる
光利得は歪み多重量子井戸のキャリア占有から生まれるため、光学レイアウトを描く前に電子状態と利得・吸収のスペクトルを求める必要があります。同じエピ構造を発振器としても増幅器としても吸収体としても評価し、さらに受光素子と受動導波路を同じチップの上で成立させる。バンド構造から回路までを一続きにしておくことが前提になります。
設計・シミュレーションワークフロー
バンド構造から、回路の中の能動素子まで
材料とエピ構造の定義
InPに格子整合する三元・四元混晶の光学定数を用意する。
光モードと閉じ込め
断面のモードから実効屈折率と閉じ込め係数を求める。
量子井戸の利得・吸収計算
バンド構造から利得と自然放出のスペクトルを求める。
キャリアと熱の解析
注入と輸送、自己発熱を解いて活性領域の状態を求める。
能動素子の長手方向解析
発振器・増幅器・吸収体としての振る舞いを求める。
受光と回路への統合
受光素子を含めてモデル化し、回路の中に置く。
工程はプロジェクトにより異なります。レーザだけでなく、増幅器・変調器・受光素子も同じ流れに乗ります。
関連する解析技術
各工程を支える解析手法
手法そのものの原理と適用範囲は、解析技術のページで解説しています。
関連製品
各工程で使用する製品
製品ごとの機能と対応範囲は、それぞれの製品ページに記載しています。
Lumerical マルチフィジックス
利得・吸収、キャリア、熱の解析を担います。MQW、CHARGE、HEAT、FEEMを連成して解きます。
対応工程 ／ 02-04、06
Lumerical INTERCONNECT
能動素子の長手方向解析と回路への統合を担います。進行波モデルで、発振器・増幅器・吸収体としての振る舞いを求めます。
対応工程 ／ 05-06
Lumerical CML Compiler
コンパクトモデル化を担います。抽出結果を、回路解析で使えるモデルライブラリとして整備します。
対応工程 ／ 06
ファウンドリ・製造
設計データを製造につなぐ
エピ構造と能動素子の仕様が固まった段階で、InPプラットフォームでの試作に進みます。エピ構造は製造プロセスと密接に結び付くため、設計が前提としている層構造と組成が対象のプロセスで実現できるかを、受け渡しの前に確認します。
対応可能なプロセスと試作形態は、対象とするエピ構造とデバイス仕様をもとに個別に判断します。
関連技術情報
関連する資料とソリューション
エピ構造と対象デバイスから、ご相談ください
設計の現在地（量子井戸構造の有無、発振器・増幅器・受光素子のどれが対象か、実測データの有無）をお知らせいただければ、適切な進め方をご提案します。