关于SPP-Organic-混合调制器的参数仿真

mode
device

#1

老师你好!我想仿一种表面等离子体-有机物-混合调制器,说白了就是在表面等离子体波导 Metal-Insulator-Metal结构的Insulator层中填入有机线性电光材料,已知这种材料类似于铌酸锂的电光性质,且已知y33系数,也就是说材料的折射率随外加电场的变化可以用1/2n^3y33Ez表示,Ez是在电极两端加电压之后在波导层产生的电场。
现在我想得到这种调制器的Vpi
Lpi值。之前看过lumerical教程中仿真通过载流子浓度改变光折射率的MZI调制器的例子,都是先在device里面加电压,生成了载流子浓度分布,覆盖到Mode solution里面求模式的neff。然后可以得到neff vs U 的关系曲线。
问题是这种类似于线性电光效应的调制器,它的通光区域折射率改变是变化的Ez直接影响的,而不是载流子改变引起的,而Mode solution 模块好像不能加电压,Device模块不能添加线性电光有机材料,我现在不知道应该怎么仿了。
老师我上次问过您有关线性电光晶体仿真的问题,您告诉我可以用Chi2材料,可是Device模块好像不能用,Mode模块不知道该怎么配合电压使用,很纠结。

行波调制器的横截面大概是这样的,两边是金属,中间是那种电光材料,很简单


#2

先澄清这个问题:FDTDSolutions和MODE Solutions都是求解麦克斯韦方程的,是光学仿真软件,里面没有电压量;只有DEVICE的Charge可以仿真电压,由此计算的结果可能是电压-载流子浓度,然后再输入到MODE Solutions获得不同电压下折射率的改变;而因为DEVICE的Charge只能仿真电学和静电场,不是时变电磁场,因此不能添加Chi2材料。这种Chi2材料只能添加到光学仿真软件中。

你说的[quote=“ruanxiaoke, post:1, topic:1699”]
材料的折射率随外加电场的变化可以用1/2n^3y33*Ez表示,Ez是在电极两端加电压之后在波导层产生的电场。
[/quote]

这个Ez是静电场吧?如果是,可以用DEVICE的Charge来得到。然后你需要在光学仿真软件中添加一种各向异性材料,每个电压添加一个(因为目前DEVICE不能记下数据并被光学软件认可)。

我们有一个现成的例子供你参考:
Nanobeam PC Modulator

通过适当的修改,你可以在光学仿者中直接扫描电压。


#3

老师我明白了一些,但我想知道,Device中不能添加chi2材料,那段填充有机电光材料的波导中是不是可以添加相似折射率的绝缘体,去模拟charge的空间分布,总不能空着没有材料吧。


#4

不能空。可以用电介质材料代替。参见上次给你的例子。