Wellenleitersimulation

Numerische Methoden und Simulationstechniken spielen im Bereich der Optik eine zunehmend wichtigere Rolle. Wir interressieren uns besonders für die Simulation von Komponenten im Bereich der Faser- und integrierten Optik.

Wellenoptische Simulationen (Synopsys - RSoft Photonic Design Software)

Die Firma Synopsys ist ein weltweit führendes Unternehmen für Simulationstools im Bereich Photonic Design. Im Zuge eines KTI-Projektes wurden folgende Software Module beschafft:

  • BeamPROP
  • FullWAVE
  • DiffractMOD
  • Grating MOD
  • FemSIM

BeamPROP wird für das Design und die Simulation von Singlemode Wellenleitern oder Fasern eingesetzt. Mittels Mode-Solver kann die Energieverteilung im Wellenleiterquerschnitt berechnet werden. Mit der Beam Propagation Methode kann diese Feldverteilung dann über das gewünschte Bauteil hinweg propagiert werden. Dabei können sowohl 2D wie auch rechenintensive echte 3D Probleme gelöst werden.

FullWAVE basiert auf der „Finite-Difference Time-Domain“ Methode (FDTD) und hat ein breites Anwendungsgebiet. Durch das Lösen der Maxwell-Gleichungen kann die FDTD auch die Rückkopplungen von elektromagnetischen Wellen simulieren. Dies ist besonders im Bereich Oberflächenplasmonen und Biophotonics sehr interessant.

DiffractMOD nützt die „Rigorous Coupled Wave Analysis“ Methode (RCWA) und ist besonders für diffraktive Strukturen wie Diffraktive Optische Elemente (DOE's) und Wellenleiterresonatoren interessant.

GratingMOD setzt auf die „Coupled Mode Theory“ (CMT). Dieses Tool wird vor allem für das Berechnen und Analysieren von Bragg Gittern eingesetzt. Es eignet sich zudem für „long-period“ Gitter und für die Auslegung optischer Verstärker.

FemSIM wird zur Berechnung von Wellenleiter - und Resonatormoden von beliebigen Strukturen eingesetzt. Dieses Softwaremodul basiert auf der Finite Element Methode (FEM).