ଫୋଟୋନିକ୍ ଇଣ୍ଟିଗ୍ରେଟେଡ୍ ସର୍କିଟ୍ ର ଡିଜାଇନ୍ |

ର ଡିଜାଇନ୍ଫୋଟୋନିକ୍ |ଇଣ୍ଟିଗ୍ରେଟେଡ୍ ସର୍କିଟ୍ |

ଫୋଟୋନିକ୍ ଇଣ୍ଟିଗ୍ରେଟେଡ୍ ସର୍କିଟ୍ |(PIC) ପ୍ରାୟତ mathemat ଗାଣିତିକ ସ୍କ୍ରିପ୍ଟ ସାହାଯ୍ୟରେ ଡିଜାଇନ୍ କରାଯାଇଥାଏ, କାରଣ ଇଣ୍ଟରଫେରୋମିଟରରେ ପଥ ଦ length ର୍ଘ୍ୟର ମହତ୍ତ୍ of କିମ୍ବା ଅନ୍ୟାନ୍ୟ ପ୍ରୟୋଗଗୁଡ଼ିକ ଯାହା ପଥ ଦ length ର୍ଘ୍ୟ ପ୍ରତି ସମ୍ବେଦନଶୀଳ |PICଏକ ୱେଫର୍ ଉପରେ ଏକାଧିକ ସ୍ତରଗୁଡିକ (ସାଧାରଣତ 10 10 ରୁ 30) ପ୍ୟାଟର୍ କରି ଉତ୍ପାଦିତ ହୁଏ, ଯାହା ଅନେକ ବହୁମୁଖୀ ଆକୃତିରୁ ଗଠିତ, ପ୍ରାୟତ G GDSII ଫର୍ମାଟରେ ପ୍ରତିନିଧିତ୍। | ଫୋଟୋମାସ୍କ ନିର୍ମାତାଙ୍କୁ ଫାଇଲ ପଠାଇବା ପୂର୍ବରୁ, ଡିଜାଇନ୍ ର ସଠିକତା ଯାଞ୍ଚ କରିବାକୁ PIC କୁ ଅନୁକରଣ କରିବାକୁ ସକ୍ଷମ ହେବା ଦୃ strongly ଅଟେ | ଅନୁକରଣକୁ ଏକାଧିକ ସ୍ତରରେ ବିଭକ୍ତ କରାଯାଇଛି: ସର୍ବନିମ୍ନ ସ୍ତର ହେଉଛି ତିନି-ଡାଇମେନ୍ସନାଲ ଇଲେକ୍ଟ୍ରୋମ୍ୟାଗ୍ନେଟିକ୍ (EM) ସିମୁଲେସନ୍, ଯେଉଁଠାରେ ସବ୍-ତରଙ୍ଗଦ eng ର୍ଘ୍ୟ ସ୍ତରରେ ସିମୁଲେସନ୍ କରାଯାଏ, ଯଦିଓ ପଦାର୍ଥରେ ପରମାଣୁ ମଧ୍ୟରେ ପାରସ୍ପରିକ କ୍ରିୟା ମାକ୍ରୋସ୍କୋପିକ୍ ସ୍କେଲରେ ପରିଚାଳିତ ହୋଇଥାଏ | ସାଧାରଣ ପଦ୍ଧତିଗୁଡ଼ିକରେ ତିନୋଟି-ଡାଇମେନ୍ସନାଲ୍ ସୀମିତ-ପାର୍ଥକ୍ୟ ଟାଇମ୍-ଡୋମେନ୍ (3D FDTD) ଏବଂ ଇଜେନମୋଡ୍ ବିସ୍ତାର (EME) ଅନ୍ତର୍ଭୁକ୍ତ | ଏହି ପଦ୍ଧତିଗୁଡିକ ସବୁଠାରୁ ସଠିକ୍, କିନ୍ତୁ ସମଗ୍ର PIC ଅନୁକରଣ ସମୟ ପାଇଁ ଅଯ ical କ୍ତିକ | ପରବର୍ତ୍ତୀ ସ୍ତର ହେଉଛି 2.5-ଡାଇମେନ୍ସନାଲ୍ EM ଅନୁକରଣ, ଯେପରିକି ସୀମିତ-ପାର୍ଥକ୍ୟ ବିମ୍ ବିସ୍ତାର (FD-BPM) | ଏହି ପଦ୍ଧତିଗୁଡିକ ବହୁତ ତୀବ୍ର, କିନ୍ତୁ କିଛି ସଠିକତାକୁ ବଳିଦାନ ଦେଇଥାଏ ଏବଂ କେବଳ ପାରାକ୍ସିଆଲ୍ ପ୍ରସାରକୁ ପରିଚାଳନା କରିପାରିବ ଏବଂ ରେଜୋନେଟରଗୁଡିକୁ ଅନୁକରଣ କରିବା ପାଇଁ ବ୍ୟବହାର କରାଯାଇପାରିବ ନାହିଁ | ପରବର୍ତ୍ତୀ ସ୍ତର ହେଉଛି 2D EM ଅନୁକରଣ, ଯେପରିକି 2D FDTD ଏବଂ 2D BPM | ଏଗୁଡ଼ିକ ମଧ୍ୟ ତୀବ୍ର, କିନ୍ତୁ ସୀମିତ କାର୍ଯ୍ୟକାରିତା ଅଛି, ଯେପରିକି ସେମାନେ ପୋଲାରାଇଜେସନ୍ ରୋଟେଟରଗୁଡିକୁ ଅନୁକରଣ କରିପାରିବେ ନାହିଁ | ପରବର୍ତ୍ତୀ ସ୍ତର ହେଉଛି ଟ୍ରାନ୍ସମିସନ୍ ଏବଂ / କିମ୍ବା ବିଛାଇବା ମ୍ୟାଟ୍ରିକ୍ସ ସିମୁଲେସନ୍ | ପ୍ରତ୍ୟେକ ମୁଖ୍ୟ ଉପାଦାନ ଇନପୁଟ୍ ଏବଂ ଆଉଟପୁଟ୍ ସହିତ ଏକ ଉପାଦାନକୁ ହ୍ରାସ ହୁଏ, ଏବଂ ସଂଯୁକ୍ତ ତରଙ୍ଗ ଗାଇଡ୍ ଏକ ପର୍ଯ୍ୟାୟ ଶିଫ୍ଟ ଏବଂ ଆଟେନୁଏସନ୍ ଉପାଦାନକୁ କମିଯାଏ | ଏହି ଅନୁକରଣଗୁଡ଼ିକ ଅତ୍ୟନ୍ତ ଦ୍ରୁତ ଅଟେ | ଇନପୁଟ୍ ସିଗ୍ନାଲ୍ ଦ୍ୱାରା ଟ୍ରାନ୍ସମିସନ୍ ମ୍ୟାଟ୍ରିକ୍ସକୁ ଗୁଣନ କରି ଆଉଟପୁଟ୍ ସିଗନାଲ୍ ପ୍ରାପ୍ତ ହୁଏ | ବିଛାଇବା ମ୍ୟାଟ୍ରିକ୍ସ (ଯାହାର ଉପାଦାନଗୁଡ଼ିକୁ S- ପାରାମିଟର କୁହାଯାଏ) ଉପାଦାନର ଅନ୍ୟ ପାର୍ଶ୍ୱରେ ଇନପୁଟ୍ ଏବଂ ଆଉଟପୁଟ୍ ସିଗ୍ନାଲ୍ ଖୋଜିବା ପାଇଁ ଗୋଟିଏ ପଟେ ଇନପୁଟ୍ ଏବଂ ଆଉଟପୁଟ୍ ସିଗ୍ନାଲ୍ କୁ ଗୁଣ କରିଥାଏ | ମୂଳତ ,, ବିଛାଇବା ମ୍ୟାଟ୍ରିକ୍ସ ଉପାଦାନ ଭିତରେ ପ୍ରତିଫଳନ ଧାରଣ କରେ | ବିଛାଇବା ମ୍ୟାଟ୍ରିକ୍ସ ସାଧାରଣତ each ପ୍ରତ୍ୟେକ ଆକାରରେ ଟ୍ରାନ୍ସମିସନ୍ ମ୍ୟାଟ୍ରିକ୍ସଠାରୁ ଦୁଇଗୁଣ ବଡ | ସଂକ୍ଷେପରେ, 3D EM ଠାରୁ ଟ୍ରାନ୍ସମିସନ୍ / ବିଛାଇବା ମ୍ୟାଟ୍ରିକ୍ସ ସିମୁଲେସନ୍ ପର୍ଯ୍ୟନ୍ତ, ସିମୁଲେସନ୍ ର ପ୍ରତ୍ୟେକ ସ୍ତର ଗତି ଏବଂ ସଠିକତା ମଧ୍ୟରେ ଏକ ବାଣିଜ୍ୟ ବନ୍ଦ ଉପସ୍ଥାପନ କରେ, ଏବଂ ଡିଜାଇନର୍ମାନେ ଡିଜାଇନ୍ ବ valid ଧତା ପ୍ରକ୍ରିୟାକୁ ଅପ୍ଟିମାଇଜ୍ କରିବା ପାଇଁ ସେମାନଙ୍କର ନିର୍ଦ୍ଦିଷ୍ଟ ଆବଶ୍ୟକତା ପାଇଁ ସଠିକ୍ ସ୍ତରର ସିମୁଲେସନ୍ ଚୟନ କରନ୍ତି |

ଅବଶ୍ୟ, କିଛି ଉପାଦାନର ବ elect ଦ୍ୟୁତିକ ଚୁମ୍ବକୀୟ ଅନୁକରଣ ଉପରେ ନିର୍ଭର କରିବା ଏବଂ ସମଗ୍ର PIC କୁ ଅନୁକରଣ କରିବା ପାଇଁ ଏକ ବିଛାଇବା / ସ୍ଥାନାନ୍ତର ମ୍ୟାଟ୍ରିକ୍ସ ବ୍ୟବହାର କରିବା ଫ୍ଲୋ ପ୍ଲେଟ୍ ସାମ୍ନାରେ ସମ୍ପୂର୍ଣ୍ଣ ସଠିକ୍ ଡିଜାଇନ୍ ଗ୍ୟାରେଣ୍ଟି ଦିଏ ନାହିଁ | ଉଦାହରଣ ସ୍ .ରୁପ, ଭୁଲ୍ ଗଣିତ ପଥ ଦ s ର୍ଘ୍ୟ, ମଲ୍ଟିମୋଡ୍ ୱେଭଗାଇଡ୍ ଯାହା ଉଚ୍ଚ-ଅର୍ଡର ମୋଡ୍କୁ ପ୍ରଭାବଶାଳୀ ଭାବରେ ଦମନ କରିବାରେ ବିଫଳ ହୁଏ, କିମ୍ବା ଦୁଇଟି ତରଙ୍ଗ ଗାଇଡ୍ ଯାହା ପରସ୍ପରର ଅତି ନିକଟତର ହୋଇ ଅପ୍ରତ୍ୟାଶିତ ଯୋଡି ସମସ୍ୟା ସୃଷ୍ଟି କରିଥାଏ, ଅନୁକରଣ ସମୟରେ ଚିହ୍ନଟ ହୋଇନପାରେ | ତେଣୁ, ଯଦିଓ ଉନ୍ନତ ସିମୁଲେସନ ଉପକରଣଗୁଡ଼ିକ ଶକ୍ତିଶାଳୀ ଡିଜାଇନ୍ ବ valid ଧତା କ୍ଷମତା ପ୍ରଦାନ କରିଥାଏ, ତଥାପି ଡିଜାଇନର ସଠିକତା ଏବଂ ବିଶ୍ୱସନୀୟତାକୁ ସୁନିଶ୍ଚିତ କରିବା ଏବଂ ଏହାର ବିପଦକୁ ହ୍ରାସ କରିବା ପାଇଁ ଡିଜାଇନର୍ ଦ୍ୱାରା ଏକ ଉଚ୍ଚ ସ୍ତରର ସଚେତନତା ଏବଂ ଯତ୍ନଶୀଳ ଯାଞ୍ଚ ଆବଶ୍ୟକ | ଫ୍ଲୋ ସିଟ୍ |

ସ୍ୱଳ୍ପ FDTD ନାମକ ଏକ କ que ଶଳ, 3D ଏବଂ 2D FDTD ଅନୁକରଣକୁ ଡିଜାଇନ୍ କୁ ବ valid ଧ କରିବାକୁ ଏକ ସମ୍ପୂର୍ଣ୍ଣ PIC ଡିଜାଇନ୍ ଉପରେ ସିଧାସଳଖ କାର୍ଯ୍ୟ କରିବାକୁ ଅନୁମତି ଦିଏ | ଯଦିଓ କ elect ଣସି ବ elect ଦ୍ୟୁତିକ ଚୁମ୍ବକୀୟ ସିମୁଲେସନ୍ ଟୁଲ୍ ପାଇଁ ଏକ ବୃହତ ଆକାରର PIC ଅନୁକରଣ କରିବା କଷ୍ଟକର, ଅଳ୍ପ FDTD ଏକ ବୃହତ ସ୍ଥାନୀୟ କ୍ଷେତ୍ରକୁ ଅନୁକରଣ କରିବାରେ ସକ୍ଷମ | ପାରମ୍ପାରିକ 3D FDTD ରେ, ଏକ ନିର୍ଦ୍ଦିଷ୍ଟ ପରିମାଣର ଭଲ୍ୟୁମ୍ ମଧ୍ୟରେ ବ elect ଦ୍ୟୁତିକ ଚୁମ୍ବକୀୟ କ୍ଷେତ୍ରର components ଟି ଉପାଦାନ ଆରମ୍ଭ କରି ଅନୁକରଣ ଆରମ୍ଭ ହୁଏ | ସମୟ ଅଗ୍ରଗତି କଲାବେଳେ ଭଲ୍ୟୁମରେ ନୂତନ କ୍ଷେତ୍ର ଉପାଦାନ ଗଣନା କରାଯାଏ, ଇତ୍ୟାଦି | ପ୍ରତ୍ୟେକ ପଦକ୍ଷେପରେ ଅନେକ ଗଣନା ଆବଶ୍ୟକ, ତେଣୁ ଏହା ବହୁତ ସମୟ ନେଇଥାଏ | ସ୍ୱଳ୍ପ 3D FDTD ରେ, ଭଲ୍ୟୁମର ପ୍ରତ୍ୟେକ ବିନ୍ଦୁରେ ପ୍ରତ୍ୟେକ ପଦକ୍ଷେପରେ ଗଣନା କରିବା ପରିବର୍ତ୍ତେ, କ୍ଷେତ୍ର ଉପାଦାନଗୁଡ଼ିକର ଏକ ତାଲିକା ବଜାୟ ରହିଥାଏ ଯାହା ତତ୍ତ୍ୱଗତ ଭାବରେ ଏକ ବଡ଼ ଆକାରର ଅନୁରୂପ ହୋଇପାରେ ଏବଂ କେବଳ ସେହି ଉପାଦାନଗୁଡ଼ିକ ପାଇଁ ଗଣନା କରାଯାଇପାରେ | ପ୍ରତ୍ୟେକ ଥର ପଦକ୍ଷେପରେ, କ୍ଷେତ୍ର ଉପାଦାନଗୁଡ଼ିକ ସହିତ ସଂଲଗ୍ନ ହୋଇଥିବା ପଏଣ୍ଟଗୁଡ଼ିକ ଯୋଗ କରାଯାଇଥାଏ, ଯେତେବେଳେ ଏକ ନିର୍ଦ୍ଦିଷ୍ଟ ଶକ୍ତି ସୀମା ତଳେ ଫିଲ୍ଡ ଉପାଦାନଗୁଡ଼ିକ ଡ୍ରପ୍ ହୋଇଯାଏ | କେତେକ ସଂରଚନା ପାଇଁ, ଏହି ଗଣନା ପାରମ୍ପାରିକ 3D FDTD ଅପେକ୍ଷା ତୀବ୍ରତାର ଅନେକ ଅର୍ଡର ହୋଇପାରେ | ଅବଶ୍ୟ, ବିସ୍ତୃତ ସଂରଚନା ସହିତ କାରବାର କରିବା ସମୟରେ ସ୍ୱଳ୍ପ FDTDS ଭଲ ପ୍ରଦର୍ଶନ କରେ ନାହିଁ କାରଣ ଏହି ସମୟ କ୍ଷେତ୍ର ବହୁତ ବିସ୍ତାର ହୁଏ, ଫଳସ୍ୱରୂପ ତାଲିକାଗୁଡ଼ିକ ବହୁତ ଲମ୍ବା ଏବଂ ପରିଚାଳନା କରିବା କଷ୍ଟକର | ଚିତ୍ର 1 ଏକ ପୋଲାରାଇଜେସନ୍ ବିମ୍ ସ୍ପ୍ଲିଟର (PBS) ପରି ଏକ 3D FDTD ଅନୁକରଣର ଏକ ଉଦାହରଣ ସ୍କ୍ରିନସଟ୍ ଦେଖାଏ |

ଚିତ୍ର 1: 3D ସ୍ୱଳ୍ପ FDTD ରୁ ଅନୁକରଣ ଫଳାଫଳ | (କ) ଅନୁକରଣ କରାଯାଉଥିବା ସଂରଚନାର ଏକ ଉପର ଦୃଶ୍ୟ, ଯାହା ଏକ ଦିଗଦର୍ଶକ ଅଟେ | (ଖ) କ୍ୱାସୀ-ଟି ଉତ୍ତେଜନା ବ୍ୟବହାର କରି ଏକ ଅନୁକରଣର ସ୍କ୍ରିନସଟ୍ ଦେଖାଏ | ଉପରୋକ୍ତ ଦୁଇଟି ଚିତ୍ରଗୁଡ଼ିକ କ୍ୱାସୀ-ଟି ଏବଂ କ୍ୱାସୀ-ଟିଏମ୍ ସିଗ୍ନାଲ୍ ର ଉପର ଦୃଶ୍ୟକୁ ଦର୍ଶାଏ ଏବଂ ନିମ୍ନରେ ଥିବା ଦୁଇଟି ଚିତ୍ରଗୁଡ଼ିକ ସଂପୃକ୍ତ କ୍ରସ୍ ବିଭାଗୀୟ ଦୃଶ୍ୟକୁ ଦର୍ଶାଏ | (ଗ) କ୍ୱାସି-ଟିଏମ୍ ଉତ୍ତେଜନା ବ୍ୟବହାର କରି ଏକ ଅନୁକରଣର ସ୍କ୍ରିନସଟ୍ ଦେଖାଏ |