設計課題
小さな摂動を、検出限界として設計する
センサの信号は摂動です。たとえば導波路型では、表面に結合した対象が屈折率を変える範囲はわずか数十ナノメートルの厚みしかありません。だから光の場を、測りたい量がある場所に意図して置く必要があります。自由空間系でも共振構造でも原則は同じです。その高い感度は雑音や温度、光損失、実装のずれにも同じように効くため、検出限界は応答の大きさではなく、応答と競合要因の比として積み上がります。
設計・シミュレーションワークフロー
変換方式の選定から、実装の検証まで
変換方式と構成の選定
導波路型か自由空間かを含め、測定量と重なる場を持つ構成を選ぶ。
摂動量の抽出
測定量を振り、屈折率や光路の変化とその波長依存を求める。
共振・干渉構造の設計
屈折率の変化を強度や波長の変化に変える構造を設計する。
センサ回路・読み出し系の評価
応答曲線と読み出し方式から、動作点と信号処理の条件を決める。
雑音・温度・受光の検証
温度依存と雑音を入れて動作点を確認し、受光素子の応答度を求める。
実装と分光系の検証
結合の実装ずれを評価し、分光系では公差と迷光を確認する。
工程はプロジェクトにより異なります。使用する解析手法は構成によって変わり、MPWや専用ランは集積フォトニクスとして作る場合に限られます。
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
断面の有限要素解析、温度ドリフトと受光素子を担います。FEEM、HEAT、CHARGEを構成に応じて使い分けます。
対応工程 ／ 02、05
Lumerical INTERCONNECT
センサ回路と読み出し系の評価を担います。応答曲線と読み出し方式から、動作点と信号処理の条件を決めます。
対応工程 ／ 04
ファウンドリ・製造
設計データを製造につなぐ
集積フォトニクスとして作る場合は、レイアウトが固まった段階でマルチプロジェクトウェハ（MPW）または専用ランによる試作に進みます。自由空間光学系や共振・プラズモニック構造を別の方法で作る場合は、この工程は当てはまりません。
試作・製造の可否と形態は、選択した構成とプロセス条件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
測定対象と目標の検出限界から、ご相談ください
設計の現在地（構成の選定段階、実測データの有無、読み出しと実装の予定）をお知らせいただければ、適切な進め方をご提案します。