Photon Design 팀의 Alex_소프트웨어 교육 사례 소개
이 글은 Photon Design에서 올해 JePPIX 코스를 진행하는 Alex가 썼습니다. 저는 Photon Design의 소프트웨어를 설명하는 일을 직업으로 삼고 있으며, 제가 이 일을 할 수 있는 가장 좋은 장소 중 하나는 에인트호번에서 열리는 JePPIX 연례 교육 프로그램입니다.
저에게는 많은 데모 세션이 다소 규범적인 느낌을 줍니다. 하나의 기본 장치에서 다른 장치로 넘어가는 것이죠. 여기를 클릭하세요, 여기를 클릭하세요, 잘하셨습니다, 끝났습니다... 저는 종종 '하지만 왜 이 모든 걸 하고 있는 거지!?'라고 묻습니다. 그래서 올해는 더욱 흥미로운 데모 세트를 준비했습니다. 그 중 많은 데모는 인상 깊은 시뮬레이션으로 구성되어 있으며, 광자 산업과 시뮬레이션 환경에 대한 풍부한 맥락을 제공합니다.
회로 시뮬레이터 PICWave의 최신 업데이트에 Si + III-V 하이브리드 에피택셜 레이저가 내장된 멋진 새 예제가 있습니다. 저희 레이저 팀이 소프트웨어의 여러 부분을 어떻게 통합했는지 보여줬을 때, 저는 "이게 바로 데모 세션이지!"라는 생각이 들었습니다.
JePPIX의 사람들이 겪은 일 중 일부를 공유해 보겠습니다.
FIMMPROP의 테이퍼 시뮬레이션을 위한 업계 최고의 도구
왼쪽: 테이퍼를 포함한 하이브리드 레이저 다이어그램(SOI: 파란색/보라색, III-V: 빨간색)
오른쪽: 하이브리드 레이저 테이퍼를 통해 진화하는 모드(FIMMWAVE에서 시뮬레이션됨)
하이브리드 에피에서는 이득을 얻기 위해 하부 실리콘 도파관에 국한된 모드를 III-V 재료까지 이동시켜야 합니다. 이를 위해 도파관을 테이퍼링합니다. 이 작업에 가장 많이 사용되는 방법은 FIMMPROP 의 EME 시뮬레이션입니다.
왜?
EME 시뮬레이션은 길이에 관계없이 동일합니다. 테이퍼 길이는 40um이든 400um이든 시뮬레이션 시간은 동일합니다.
FIMMPROP의 테이퍼 알고리즘은 시장에서 탁월한 성과를 거두었습니다. FIMMPROP의 동적 단계 크기 조정 기능 없이는 이 테이퍼가 짧은 데모 세션에서 실행 가능할지 확신할 수 없습니다(이 기능이 어떻게 작동하는지 자세히 알아보려면 저희에게 문의하세요. 많은 시간을 절약할 수 있습니다).
테이퍼 시뮬레이션이 완료되면 비교적 즉시 '길이 스윕'을 수행하여 테이퍼 단열에 필요한 길이를 찾을 수 있습니다.
테이퍼에 널리 사용되는 FDTD 시뮬레이션을 사용한다면 (시뮬레이션을 기다리는 동안) 더 빠른 방법이 있는지 생각해 볼 충분한 시간이 있습니다! 이러한 방법 비교에 대한 내용은 여기에서 확인하세요: 링크
브래그 격자
레이저를 만들려면 반사 격자가 필요하므로 다음 참석자들은 FIMMPROP을 통해 주기적 구조를 쉽게 시뮬레이션하는 기능을 자세히 살펴볼 것입니다. 이 데모 예시가 정말 마음에 듭니다. 설명이 다소 길어져서 참석자들이 배운 내용을 적용하여 과제에 필요한 격자를 설계할 수 있는 기회를 제공합니다.
다시 말해, FIMMPROP는 이 경우에도 좋은 방법입니다.
- 주기적 시뮬레이션은 매우 빠르게 진행되며, 단 하나의 주기만 시뮬레이션하고 그 결과를 재사용합니다.
- 다시 말해, 빠른 스캔을 통해 참석자의 노트북에 대해 수천 개의 지점으로 매개변수를 탐색할 수 있습니다.
이 세션에서는 모든 시뮬레이션을 로컬에서 실행하므로 참석자는 시뮬레이션이 얼마나 빠르게 실행되는지에 대한 현실적인 예를 볼 수 있다는 점을 여기에 덧붙여 말씀드리겠습니다.
결과 - PICWave의 3D 하이브리드 레이저
이러한 결과는 모두 PICWave 의 능동 레이저 시뮬레이션에서 통합됩니다. 여기서 브래그 격자를 조정하고 테이퍼를 조사하는 이전 예제의 결과를 종합합니다. 또한, 에피택시는 소프트웨어 Harold를 사용하여 에피의 이득 스펙트럼을 면밀히 시뮬레이션하여 이미 설정되었습니다. Photon Design이 최대 출력으로 작동하는 모습입니다!
업계에서 가장 흥미로운 주제에 대해 이야기할 수 있는 공간을 만들어 준 JePPIX의 관계자분들께 다시 한번 큰 감사를 전합니다. 이를 통해 새로운 엔지니어가 올바른 시뮬레이션 방법을 선택하여 많은 시간을 절약할 수 있기를 바랍니다.