طراحی و شبیه‌سازی MMI با بهره‌گیری از ساختار مبتنی بر HfO2 بر روی زیرلایه SiO2

Abstract

این مقاله به طراحی و شبیه‌سازی مقسم توان MMI با استفاده از ساختار مبتنی بر HfO2 بر روی زیرلایه SiO2 پرداخته است. مقسم‌های توان MMI به‌دلیل سادگی طراحی و بهره‌وری بالا در کاربردهای سیستم‌های نوری، به‌ویژه در مخابرات نوری و حسگرها، از اهمیت ویژه‌ای برخوردارند. در این تحقیق، ویژگی‌های اپتیکی HfO2 مانند ضریب شکست بالا و پایداری حرارتی به‌ عنوان مزایای ساختاری مورد توجه قرار گرفته است. طراحی ساختار موجبر با استفاده از نرم‌افزار Lumerical و ماژول FDTD انجام شده است. طول‌های نهایی ساختار MMI برای پیکربندی‌های MMI1×1، MMI1×2 و MMI1×3 به ‌ترتیب 125.032μm، 60μm و 42.5μm در مود TE تعیین شده که کاهش اتلاف توان و بهبود کارایی سیستم‌های نوری را به همراه دارد. این ساختار به دلیل ویژگی‌های عایقی و پایداری، در مود TM نیز رفتار مشابهی نشان می‌دهد، که آن را برای کاربردهای چندپلاریزاسیونی مناسب می‌سازد. طراحی بهینهMMI نقش کلیدی در افزایش بهره‌وری و توسعه مدارهای مجتمع فوتونیکی و ادوات نوری برای کاربردهای پیشرفته دارد.