MODE Solutions
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光導波路デバイス，コンポーネント，サブシステムの設計，評価，最適化のためのモードソルバーおよび光伝播シミュレータ．
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MODE Solutions 概要
MODE Solutionsは導波モードをサポートするデバイスのシミュレーションを正確に実行することが可能です．Mode Solutionsにはeigensolverとpropagator の2つのシミュレーションエンジンが装備されています．
Eigensolverは従来の導波路や新しいジオメトリを持つ導波路の導波モードの特性を，非常に精度良く計算することが可能であり，導波路の設計，開発に携わるエンジニアや研究者が革新的な導波路コンセプトを追求することが可能です．Eigensolverは，従来の光ファイバーやリブ導波路はもちろんのこと，表面プラズモン導波路，フォトニック結晶導波路，側面が傾斜したリッジ導波路，また屈折率が連続的に変化する導波路を含むより複雑な任意のジオメトリを持つ導波路を取り扱うことが可能です．
propagatorは，リッジ導波路ベースの光集積回路からフォトニック結晶のようなより複雑なジオメトリを有する光集積回路を含む，プレーナ型光集積回路内を伝播する光の挙動を高精度にシミュレート可能です．propagatorは光の伝播軸に関するどのような仮定も行っておらず，従来は3DのFDTDで取り扱っていたリング共振器やフォトニック結晶キャビティーのような構造内を伝播する光の伝播を，効率よく計算可能です．propagatorは数百ミクロンスケールのデバイス特性を高速に計算することが可能です．
MODE Solutions の主な利点
- 高精度なバーチャルプロトタイピングを利用することによる開発コストの削減，および製品の市場投入までの開発時間の削減
- 製作公差がデザインパフォーマンスに与える影響を定量化することで，ロバストなデザインの提供
- フレキシブルで使いやすいソフトウェアを利用することによる斬新なデザインコンセプトの追求
MODE Solutions の主な利点
- 任意のジオメトリを持つ導波路の取り扱い
- デザインのパラメータ化および階層構造レイアウト
- 最適化計算フレームワーク
- 高度なメッシングアルゴリズム
- グレーディッド/ノンユニフォームおよびコンフォーマルメッシュ機能
- フルベクトルの計算方法
- 複数のコンピュータを使ったコンカレントコンピューティング
- 分散性媒質のモデリング
- 強力なスクリプト言語
- 近傍界から遠方界への変換
- MATLAB® スクリプトの統合
Eigensolver
- 高度に最適化されたモード計算エンジン
- 分散，群速度，群屈折率の周波数依存性の計算
- 分散性媒質，損失媒質
- 曲げ導波路およびファイバ，曲げ損
- モードオーバーラップおよびパワーカップリングの計算
Propagator
- 2.5次元の計算方法
- 全方向への伝播を考慮
- 時間域の計算によって広帯域にわたる特性を一回のシミュレーションで取得可能
- マルチコア，マルチノードシステムでの並列計算
- 最適化計算エンジン
- パルス伝播の様子を表示するためのムービー機能
MODE Solutions の主なアプリケーション
表面プラズモンギャップ導波路
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現在利用可能な製造技術と互換性のある超コンパクトな導波路テクノロジーを探求する中で，表面プラズモン導波路に注目する研究者が増加しています．詳細 (EN) ⇒ |
フォトニック結晶ファイバ
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MODE Solutionsを利用すればフォトニック結晶ファイバを設計する際の曲げ損，遠方界特性，結合効率を精度よく計算することができます．詳細 (EN) ⇒ |
Coaxial Bragg fibers
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次世代の光通信，エンターテインメント，分光システムに向けて同軸型ブラッグファイバを含む奇抜なジオメトリのファイバが研究されています. 詳細 (EN) ⇒ |
MODE Solutions が利用されている文献
| Bhavin J. Bijlani and Amr S. Helmy, "Bragg reflection waveguide diode lasers," Opt. Lett. 34, 3734-3736 (2009) http://www.opticsinfobase.org/abstract.cfm?URI=ol-34-23-3734 |
| D. Duchesne, P. Cheben, R. Morandotti, B. Lamontagne, D.-X. Xu, S. Janz, and D. Christodoulides, "Group-index birefringence and loss measurements in silicon-on-insulator photonic wire waveguides," Opt. Eng. 46, 104602 (2007), DOI:10.1117/1.2793711 |
| S. M. Eaton, M. L. Ng, J. Bonse, A. Mermillod-Blondin, H. Zhang, A. Rosenfeld, and P. R. Herman, "Low-loss waveguides fabricated in BK7 glass by high repetition rate femtosecond fiber laser," Appl. Opt. 47, 2098-2102 (2008) http://www.opticsinfobase.org/abstract.cfm?URI=ao-47-12-2098 |
| S. Garcia-Blanco and J. S. Aitchison, "Direct electron beam writing of optical devices on Ge-doped flame hydrolysis deposited silica," IEEE J. Sel. Top. Quantum Electron. 11, 528-538 (2005), DOI: 10.1109/JSTQE.2005.845617 |
| H. Hu, R. Ricken, and W. Sohler, "Lithium niobate photonic wires," Opt. Express 17, 24261-24268 (2009) http://www.opticsinfobase.org/abstract.cfm?URI=oe-17-26-24261 |
| D. Klotzkin, J.-S. Huang, H. Lu, T. Nguyen, T. Pinnington, R. Rajasekaran; H. Tan and C. Tsai, "An Overgrowth-Free Design for InGaAlAs Spot-Size-Converted Ridge Waveguide Lasers," IEEE Photonics Technology Letters 13 975-977 (2007), DOI: 10.1109/LPT.2007.898824 |
| Z. Liu, P.-T. Lin and B. W. Wessels, "Cascaded Bragg reflectors for a barium titanate thin film electro-optic modulator," J. Opt. A: Pure Appl. Opt. 10 015302-015306 (2008), DOI: 10.1088/1464-4258/10/01/015302 |
| L. Shah, A. Arai, S. Eaton, and P. Herman, "Waveguide writing in fused silica with a femtosecond fiber laser at 522 nm and 1 MHz repetition rate," Opt. Express 13, 1999-2006 (2005) http://www.opticsinfobase.org/abstract.cfm?URI=oe-13-6-1999 |
| S. Wagner, A. Al Mehairy, J. S. Aitchison, and A. S. Helmy, "Modelling and optimization of quasi-phase matching using domain disordering," IEEE J. Quant. Electron., vol. 44, 424-429, (2008). |
| H. Zhang, S. M. Eaton, J. Li, A. H. Nejadmalayeri, and P. R. Herman, "Type II high-strength Bragg grating waveguides photowritten with ultrashort laser pulses," Opt. Express 15, 4182-4191 (2007) http://www.opticsinfobase.org/abstract.cfm?URI=oe-15-7-4182 |
| A. Boucon, D. Alasia, J. C. Beugnot, G. Melin, S. Lempereur, A. Fleureau, H. Maillotte, J. M. Dudley and T. Sylvestre, "Supercontinuum Generation From 1.35 to 1.7 ?m by Nanosecond Pumping Near the Second Zero- Dispersion Wavelength of a Microstructured Fiber," IEEE Photonics Technology Letters 20, 842-844 (2008), DOI: 10.1109/LPT.2008.921824 |
| C. Chen, A. Laronche, G. Bouwmans, L. Bigot, Y. Quiquempois, and J. Albert, "Sensitivity of photonic crystal fiber modes to temperature, strain and external refractive index," Opt. Express 16, 9645-9653 (2008) http://www.opticsinfobase.org/abstract.cfm?URI=oe-16-13-9645 |
| V. G. Savitski, K. V. Yumashev, V. L. Kalashnikov, V. S. Shevandin and K. V. Dukel'skii, "Infrared supercontinuum from a large mode area PCF under extreme picosecond excitation," Optical and Quantum Electronics 39 (12) 1297-1309 (2007), DOI: 10.1007/s11082-008-9207-8 |
| J. Van Erps, C. Debaes, T. Nasilowski, J. Watte, J. Wojcik, and H. Thienpont, "Design and tolerance analysis of a low bending loss hole-assisted fiber using statistical design methodology," Opt. Express 16, 5061-5074 (2008) http://www.opticsinfobase.org/abstract.cfm?URI=oe-16-7-5061 |
| J. Van Erps, C. Debaes, R. Singh, T. Nasilowski, P. Mergo, J. Wojcik, T. Aerts, H. Terryn, P. Vynck, J. Watte and H. Thienpont, "Mass manufacturable 180?-bend single mode fiber socket using hole-assisted low bending loss fiber," IEEE Photon. Technol. Lett. 20, 187-189 (2008). |
| Y. Vidne and M. Rosenbluh, "Spatial modes in a PCF fiber generated continuum," Opt. Express 13, 9721-9728 (2005) http://www.opticsinfobase.org/oe/abstract.cfm?URI=oe-13-24-9721 |
| Y. Zhu, Z. He, J. Kanka and J. Du, "Numerical analysis of refractive index sensitivity of long-period gratings in photonic crystal fiber," Sensors and Actuators, B: Chemical 129, 99-105 (2008) |
| Kei-Chun D. Cheng, Ming-Leung V. Tse, Guiyao Zhou, Chi-Fung J. Pun, Wing-Kin E. Chan, C. Lu, P. K. Wai, and Hwa-yaw Tam, "Optimization of 3-hole-assisted PMMA optical fiber with double cladding for UV-induced FBG fabrication," Opt. Express 17, 2080-2088 (2009) http://www.opticsinfobase.org/abstract.cfm?URI=oe-17-4-2080 |
| Ch. Deneke and O. G. Schmidt, "Structrual charaterization and potential X-ray waveguiding of small of a small rolled-up nanotube with large number of windings" Appl. Phys. Lett. 89, 123121 (2006). |
| N. Ponnampalam and R. G. DeCorby, "Out-of-plane coupling at mode cutoff in tapered hollow waveguides with omnidirectional reflector claddings," Opt. Express 16, 2894-2908 (2008) http://www.opticsinfobase.org/abstract.cfm?URI=oe-16-5-2894 |
| H. Wang and A. M. Rollins, "Optimization of dual-band continuum light source for ultrahigh-resolution optical coherence tomography," Appl. Opt. 46, 1787-1794 (2007) http://www.opticsinfobase.org/ao/abstract.cfm?URI=ao-46-10-1787 |
| Reto Bloch, Willy Luthy, and Thomas Feurer, "Optical Fibers With a Finite Metallic Core," J. Lightwave Technol. 27, 1454-1460 (2009) http://www.opticsinfobase.org/JLT/abstract.cfm?URI=JLT-27-11-1454 |
| R. Gordon, "Vectorial method for calculating the Fresnel reflection of surface plasmon polaritons," Phys. Rev. B 74, 153417 (2006), DOI:10.1103/PhysRevB.74.153417 |
| R. Gordon and A. Brolo, "Increased cut-off wavelength for a subwavelength hole in a real metal," Opt. Express 13, 1933-1938 (2005). http://www.opticsinfobase.org/oe/abstract.cfm?URI=oe-13-6-1933 |
| J.-S. Huang, T. Feichtner, P. Biagioni and B. Hecht, "Impedance matching and emission properties of optical antennas in a nanophotonic circuit," eprint arXiv:0811.2513 (2008) |
| Jer-Shing Huang, Thorsten Feichtner, Paolo Biagioni, and Bert Hecht, "Impedance Matching and Emission Properties of Nanoantennas in an Optical Nanocircuit," Nano Letters 2009 9 (5), 1897-1902 |
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