光の非線形伝播を用いたシリコン光デバイス構造の高速計測の基礎研究

利用光的非线性传播对硅光学器件结构进行高速测量的基础研究

• 批准号: 22H01552
• 负责人: 小西 毅
• 金额: $ 11.32万
• 依托单位: Osaka University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
• 财政年份: 2022
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2022-04-01 至 2025-03-31
• 项目状态: 未结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-22H01552/
• 关键词: 非線形光学効果; シリコンフォトニクス; 構造モデリング; データ同化

本研究では，シリコンフォトニクスにおける光デバイスの品質検査のために必要不可欠な構造評価について，SEMやAFMなどを用いた方法とは全く異なる新しいアプローチの開拓を“目的”として、シリコン光デバイスの現在の構造評価技術の高速化に対して，初めて着想した光の非線形伝播による全く異なる構造評価アプローチの可能性を検証し、その有用性を明らかとすることを目指している．具体的には，①構造の評価方法の原理確認，②構造の評価方法の精度の検討，③適用可能な構造の自由度の項目について検討を行う．今年度は，①構造の評価方法の原理確認について，主に伝播計算の高速化と構造の評価方法の原理確認を目指す．シリコンデバイスの伝播計算シミュレーションには有限差分時間領域法が一般的に用いられるが，計算時間が長く高速化には適していない．そこで，スプリットステップフーリエ変換法を用いた高速化を新しく検討し，シミュレーションで与えた基本的な構造の推定確認を行った．その結果，基本構造であるテーパー型の導波路に対して，数秒程度の計算時間内で2.87%の推定誤差での構造推定を実現した.その結果を、SPIE Photonics West 2023（招待講演）をはじめ2件の国際会議発表を行った．また，シミュレーションによる原理確認と並行して，分担者の東京工業大学において試作した基本構造導波路デバイスに光結合デバイスを接続した評価用デバイスの準備を終えた．また、独自にデバイス構造の顕す光学特性の蓄積の試みとして、例えば4×4MMIの接続部にテーパを入れることで位相誤差が小さくなり、フィルタとしてのクロストークが改善される様子などを確認し、評価デバイスの探索を行った。

In this study, it is necessary to improve the quality of optical products. SEM AFM equipment is used to improve the quality of the equipment. In this study, it is necessary to improve the quality of the products. In this study, it is necessary to improve the quality of the products. For the first time, you have to consider the possibility, usefulness, feasibility, usefulness, feasibility, usefulness and usefulness. This year, the accuracy of the method is confirmed, and the accuracy of the method is confirmed. The main contents of this paper are as follows: (1) the principle of computer simulation method confirms the principle of simulation, and the principle of host computer calculation confirms the target of the method of high-speed simulation. In the field of finite difference time method, it is generally used in the field of limited difference time, and the calculation time is long. This method is used to verify the performance of the new model by using the high-speed simulation and the basic presumption of the model. The results show that the model is basically correct, and the calculation time is 2.87% of the presumption of error. According to the results, SPIE Photonics West 2023 (hospitality performance) and two international conference tables, please confirm that the principles are in line with each other. The distributor is responsible for the basic equipment of the Beijing University of Technology. The optical connection device is used to prepare the equipment. The equipment is designed to improve the optical properties of the device. The optical properties are stored in the device. For example, 4 × 4MMI, the connection part of the receiver has a small difference in the phase difference. Please find out how to improve your performance by confirming and exploring the line.