ഫോട്ടോണിക് ഇന്റഗ്രേറ്റഡ് സർക്യൂട്ടിന്റെ രൂപകൽപ്പന

ഡിസൈൻഫോട്ടോണിക്സംയോജിത സർക്യൂട്ട്

ഫോട്ടോണിക് ഇന്റഗ്രേറ്റഡ് സർക്യൂട്ടുകൾ(ചിത്രം) പലപ്പോഴും ഗണിതശാസ്ത്ര സ്ക്രിപ്റ്റുകളുടെ സഹായത്തോടെ രൂപകൽപ്പന ചെയ്തിരിക്കുന്നു.ചിത്രംപല പോളിഗോണൽ രൂപങ്ങൾ അടങ്ങിയ ഒരു വേഫറിൽ (സാധാരണയായി 10 മുതൽ 30 വരെ) നിർമ്മിക്കുന്നത് (സാധാരണയായി 10 മുതൽ 30 വരെ) നിർമ്മിക്കുന്നു, ഇത് ജിഡിഎസ്ഐഐ ഫോർമാറ്റിൽ പ്രതിനിധീകരിക്കുന്നു. ഫോട്ടോഗ്രാസ്ക് നിർമ്മാതാവിന് ഫയൽ അയയ്ക്കുന്നതിന് മുമ്പ്, ഡിസൈനിന്റെ കൃത്യത പരിശോധിക്കുന്നതിന് ചിത്രം അനുകരിക്കാൻ ശക്തമാണ്. സിമുലേഷൻ ഒന്നിലധികം തലങ്ങളായി തിരിച്ചിരിക്കുന്നു: സബ്-തരംഗദൈർഘ്യ തലത്തിൽ സിമുലേഷൻ ചെയ്യുന്ന ത്രിമാന വൈദ്യുതകാലിക (ഇഎം) സിമുലേഷനാണ് ഏറ്റവും താഴ്ന്ന നില. സാധാരണ രീതികളിൽ ത്രിമാന പരിമിത വ്യത്യാസ സമയം-ഡൊമെയ്ൻ (3D എഫ്ഡിടിഡി), eigenmod വിപുലീകരണം (EME) എന്നിവ ഉൾപ്പെടുന്നു. ഈ രീതികൾ ഏറ്റവും കൃത്യമാണ്, പക്ഷേ മുഴുവൻ ചിത്രമായ സിമുലേഷൻ സമയത്തിനും അപ്രായോഗികമാണ്. ഫിറ്റ് വ്യത്യാസമുള്ള ബീം പ്രചാരണ (FD-BPM) പോലുള്ള 2.5-ഡൈമൻഷണൽ ഇഎം സിമുലേഷൻ ആണ് അടുത്ത ലെവൽ. ഈ രീതികൾ വളരെ വേഗതയുള്ളതാണ്, പക്ഷേ ചില കൃത്യത ത്യാഗം ചെയ്യുക, മാത്രമല്ല ഇത് പാരാബിയൽ പ്രചാരണത്തിന് മാത്രമേ കൈകാര്യം ചെയ്യാൻ കഴിയൂ, ഉദാഹരണത്തിന്, ഇത് ഉപയോഗിക്കാൻ കഴിയില്ല. 2 ഡി എഫ്ഡിടിഡിയും 2 ഡി ബിപിഎമ്മും പോലുള്ള 2 ഡി ഇ എം സിമുലേഷനാണ് അടുത്ത ലെവൽ. ഇവയും വേഗതയേറിയതും എന്നാൽ ധ്രുവീകരണ റോട്ടറ്റേഴ്സറുകളെ അനുകരിക്കാനാവാത്തവിധം പരിമിതമായ പ്രവർത്തനക്ഷമതയുണ്ട്. കൂടുതൽ ലെവൽ പ്രക്ഷേപണവും കൂടാതെ / അല്ലെങ്കിൽ മാട്രിക്സ് സിമുലേഷനും ആണ്. ഓരോ പ്രധാന ഘടകവും ഇൻപുട്ട്, output ട്ട്പുട്ട് ഉള്ള ഒരു ഘടകത്തിലേക്ക് ചുരുക്കി, കണക്റ്റുചെയ്ത വേവ്ഗൈഡ് ഒരു ഘട്ട ഷിഫ്റ്റും അറ്റൻയൂഷൻ ഘടകവുമാണ്. ഈ സിമുലേഷനുകൾ വളരെ വേഗതയുള്ളതാണ്. ഇൻപുട്ട് സിഗ്നൽ പ്രക്ഷേപണ സിഗ്നൽ വർദ്ധിപ്പിക്കുന്നതിലൂടെ output ട്ട്പുട്ട് സിഗ്നൽ ലഭിക്കും. ഘടകങ്ങൾ (ഘടകങ്ങൾ എസ്-പാരാമീറ്ററുകൾ എന്ന് വിളിക്കുന്നു) ഘടകത്തിന്റെ മറുവശത്ത് ഇൻപുട്ടും output ട്ട്പുട്ട് സിഗ്നലുകളും കണ്ടെത്താൻ ഒരു വശത്ത് ഇൻപുട്ടും output ട്ട്പുട്ട് സിഗ്നലുകളും വർദ്ധിപ്പിക്കും. അടിസ്ഥാനപരമായി, ചിതറിക്കിടക്കുന്ന മാട്രിക്സിൽ മൂലകത്തിനുള്ളിലെ പ്രതിഫലനം അടങ്ങിയിരിക്കുന്നു. ചിതറിക്കിടക്കുന്ന മാട്രിക്സ് സാധാരണയായി ഓരോ അളവിലും ട്രാൻസ്മെന്റ് മാട്രിക്സ് എന്ന നിലയിൽ ഇരട്ടി വലുതാണ്. സംഗ്രഹത്തിൽ, 3D ൽ നിന്ന് ട്രാൻസ്മിഷൻ / സ്കാറ്റംഗ് മാട്രിക്സ് സിമുലേഷൻ മുതൽ, സിമുലേഷൻ എന്നിവയുടെ ഓരോ പാളിയും ഒരു ട്രേഡ് ഓഫ് ആണ്, ഡിസൈൻ മൂല്യനിർണ്ണയ പ്രക്രിയയെ ഒപ്റ്റിമൈസ് ചെയ്യുന്നതിന് അവശിഷ്ടങ്ങൾ അവരുടെ പ്രത്യേക പരിശോധനയ്ക്കായി അവശ്യകാര്യങ്ങൾ തിരഞ്ഞെടുക്കുന്നു.

എന്നിരുന്നാലും, ചില മൂലകങ്ങളുടെ വൈദ്യുതകാന്തിക സിമുലേഷനെ ആശ്രയിച്ച്, മുഴുവൻ ചിത്രവും അനുകരിക്കാൻ സ്കാറ്ററിംഗ് / ട്രാൻസ്ഫർ മാട്രിക്സ് ഉപയോഗിച്ച് ഫ്ലോ പ്ലേറ്റിന് മുന്നിൽ പൂർണ്ണമായും ശരിയായ ഡിസൈൻ ഉറപ്പുനൽകുന്നില്ല. ഉദാഹരണത്തിന്, തെറ്റായ പാതകൾ, മൾട്ടി മോഡ് വേവ്ഗുഡെസ്, മൾട്ടിമോഡ് വേവ്ഗുവെഡുകൾ, അല്ലെങ്കിൽ അപ്രതീക്ഷിത പൂപിംഗ് പ്രശ്നങ്ങൾക്ക് മുന്നിലുള്ള രണ്ട് വേവ്ഗുവീഡുകളോ സിമുലേഷനിലിനിടെ വളരെ അടുത്തുള്ള രണ്ട് വേവ്ഗുവീഡുകളോ കണ്ടെത്താനായില്ല. അതിനാൽ, നൂതന സിമുലേഷൻ ഉപകരണങ്ങൾ ശക്തമായ ഡിസൈൻ മൂല്യനിർണ്ണയ ശേഷി നൽകുന്നുണ്ടെങ്കിലും, ഇത് ഇപ്പോഴും ഉയർന്ന അളവിലുള്ള ജാഗ്രത പാലിലും, ഡിസൈനിന്റെ കൃത്യതയും സാങ്കേതികവുമായ വിശ്വാസ്യതയും ആവശ്യമാണ്, മാത്രമല്ല അവയുടെ കൃത്യതയും സാങ്കേതികവുമായ വിശ്വാസ്യതയും ഉറപ്പാക്കുകയും ഫ്ലോ ഷീറ്റിന്റെ സാധ്യത കുറയ്ക്കുകയും ചെയ്യുന്നു.

ടവേറസ് എഫ്ഡിടിഡി എന്നും അറിയപ്പെടുന്ന ഒരു സാങ്കേതികത, ഡിസൈൻ സാധൂകരിക്കുന്നതിന് പൂർണ്ണമായ ചിത്ര രൂപകൽപ്പനയിൽ നേരിട്ട് നടത്താൻ അനുവദിക്കുന്നു. വളരെ വലിയ തോതിലുള്ള ചിത്രം അനുകരിക്കാൻ ഒരു വൈദ്യുത സംയോജന സിമുലേഷൻ ഉപകരണത്തിന് ബുദ്ധിമുട്ടാണെങ്കിലും, വിരളമായ എഫ്ഡിടിഡിക്ക് വളരെ വലിയ പ്രാദേശിക പ്രദേശത്തെ അനുകരിക്കാൻ കഴിയും. പരമ്പരാഗത 3D എഫ്ഡിടിഡിയിൽ, ഒരു പ്രത്യേക ക്ക്കറ്റ്യൂമാഗ്നെറ്റിക് ഫീൽഡിന്റെ ആറ് ഘടകങ്ങൾ സമാരംഭിക്കുന്നതിലൂടെ സിമുലേഷൻ ആരംഭിക്കുന്നു. സമയം പുരോഗമിക്കുമ്പോൾ, വോളിയത്തിലെ പുതിയ ഫീൽഡ് ഘടകം കണക്കാക്കുന്നു, അങ്ങനെ. ഓരോ ഘട്ടത്തിനും വളരെയധികം കണക്കുകൂട്ടൽ ആവശ്യമാണ്, അതിനാൽ വളരെയധികം സമയമെടുക്കും. വിരളമായ 3 ഡി എഫ്ഡിടിഡിയിൽ, ഓരോ ഘട്ടത്തിലും ഓരോ ഘട്ടത്തിലും കണക്കാക്കുന്നതിനുപകരം, ഫീൽഡ് ഘടകങ്ങളുടെ ഒരു ലിസ്റ്റ് പരിപാലിക്കുന്നു, അത് യാഥാർത്ഥ്യമായി വലിയ അളവിനോട് യോജിച്ച് ആ ഘടകങ്ങൾക്ക് മാത്രം കണക്കാക്കാം. ഓരോ സമയ ഘട്ടത്തിലും, ഫീൽഡ് ഘടകങ്ങൾക്ക് സമീപമുള്ള പോയിന്റുകൾ ചേർക്കുന്നു, അതേസമയം ഒരു പവർ പരിധിക്ക് താഴെയുള്ള ഫീൽഡ് ഘടകങ്ങൾ ഉപേക്ഷിക്കപ്പെടും. ചില ഘടനകൾക്കായി, ഈ കണക്കുകൂട്ടൽ പരമ്പരാഗത 3D എഫ്ഡിടിഡിയേക്കാൾ വേഗത്തിൽ മാഗ്നിറ്റ്യൂഡ് ആകാം. എന്നിരുന്നാലും, ചിതറിക്കുന്ന ഘടനകളെ കൈകാര്യം ചെയ്യുമ്പോൾ വിരളമായ എഫ്ഡിടിഡിഎസ് നടത്തുന്നില്ല, കാരണം ഈ സമയ ഫീൽഡ് വളരെയധികം വ്യാപിക്കുന്നു, അതിന്റെ ഫലമായി അത് കൈകാര്യം ചെയ്യാൻ പ്രയാസമാണ്. ധ്രുവീകരണ ബീം സ്പ്ലിറ്റർ (പിബിഎസ്) സമാനമായ 3 ഡി എഫ്ഡിടിഡി സിമുലേഷന്റെ ഒരു ഉദാഹരണ സ്ക്രീൻഷോട്ട് ചിത്രം 1 കാണിക്കുന്നു.

ചിത്രം 1: 3 ഡി വിരളമായ എഫ്ഡിടിഡിയിൽ നിന്നുള്ള സിമുലേഷൻ. (എ) സിമുലേഷൻ ചെയ്യുന്ന ഘടനയുടെ ഒരു പ്രധാന കാഴ്ചയാണ്, ഇത് ഒരു ദിശാസൂചന കപ്ലറാണ്. (ബി) ക്വാസി-ടൊഗ് എക്കേഷൻ ഉപയോഗിച്ച് സിമുലേഷന്റെ ഒരു സ്ക്രീൻഷോട്ട് കാണിക്കുന്നു. മുകളിലുള്ള രണ്ട് ഡയഗ്രമുകൾ ക്വാസി-ടെ, ക്വാസി-ടിഎം സിഗ്നലുകളുടെ മികച്ച കാഴ്ച കാണിക്കുന്നു, കൂടാതെ ചുവടെയുള്ള രണ്ട് ഡയഗ്രമുകൾ അനുബന്ധ ക്രോസ്-സെക്ഷണൽ കാഴ്ച കാണിക്കുന്നു. (സി) ക്വാസി-ടിഎം ആവേശം ഉപയോഗിച്ച് സിമുലേഷന്റെ ഒരു സ്ക്രീൻഷോട്ട് കാണിക്കുന്നു.