تحليل تأثير نقص در لبة موج بر تپه اي ساخته شده در ليتيوم نايو بايت

Analysis of influence of wall defect in lithium niobate ridge waveguide

در اين تحقيق، قابليت روش جديد ساخت موجبرهاي تپه‌اي در ليتيوم نايوبايت مبتني بر سونش فيزيكي با گاز آرگون و نفوذ تيتانيوم بررسي مي‌شود. براي اين منظور سهم مد انتشاري در قسمت برآمده موجبر تپه‌اي، اندازه­ گيري و شبيه­ سازي شده است. همين طور اثرات نقص‌هاي ديواره‌هاي موجبر تپه‌اي كه يكي از چالش هاي اين نوع موجبرها است، در مقدار تلفات نور منتشر شده در موجبر، شبيه‌سازي شده است. ارتفاع قسمت برآمده موجبر ساخته شده 2.5 ميكرومتر است و نقص‌هاي موجود در ديوارهاي كناري قسمت برآمده موجبركه به دليل فرايند ليتوگرافي و به خصوص ماسك نوري به وجود مي‌آيند، به طور متوسط حدود 200 نانومتر اندازه گيري شده است. در اين تحقيق با استفاده از شبيه‌سازي مقدار نفوذ تيتانيوم و توزيع ضريب شكست در موجبر، نشان داده شده است كه با وجود نقص‌هاي ديواره كناري موجبر، باتوجه به بكارگيري عمق مناسبي براي نفوذ تيتانيوم، ضمن دستيابي به سهم مد انتشاري حدود 50% در قسمت برآمده، تلفات انتشاري كمتر از dB/cm 3 قابل دستيابي است.

In this research, the capability of new approach of making ridge waveguides in lithium niobate by Argon physical etching and diffusion of titanium is investigated. For this purpose, the proportion of light mode confinement in the ridge section is measured and compared to simulation results. Also the effect of ridge wall defects -which is a challenge of this kind of waveguides- in light power dissipation, is simulated. The ridge height reaches 2.5µm and the defects of ridge walls are measured to be about 200nm on average. In this research, by simulation of titanium diffusion and refractive index change of the waveguide it is demonstrated that although the defects exist in the ridge walls, by using appropriate diffusion depth of titanium and refractive index distribution, light power dissipation less than 3 dB/cm can be reached while mode confinement in the ridge section is more than 50 percent.