Modellizzazione e caratterizzazione di filtri ottico integrati del primo ordine in fosfuro d'indio

The purpose of this thesis is to model and characterize integrated optical components, in particular the couplers/power splitters, for the creation and improvement of building block of the components. The study focuses on directional and multimode couplers in indium phosphide. The step of modeling is used to define a model of operation of the device as the physical parameters changes, while the characterization is oriented to data collection relating losses, reflection coefficients and the division of optical power of these devices. The information gathered will enrich the building block of the library present in the HHI (FhG - Heinrich Hertz Institute) used by the circuit simulator ASPIC . The objective is to demonstrate the accuracy of the models and efficiency of the simulation approach by building block: combining different building blocks, suitably shaped and characterized, one can obtain a more complex optical circuit whose behavior accurately reflects the actual pattern of the physical circuit. A technology that uses standard building block can significantly reduce the cost and time of circuit design, which are precisely those factors that slow the development of integrated optics. The reasonableness of this method is proved by the comparison between the simulations and the measurements of some filters of the first order that use the devices investigated in this study.

Lo scopo della tesi è quello di modellizzare e caratterizzare componenti ottico integrati, in particolare gli accoppiatori/divisori di potenza, per la creazione e il miglioramento dei building block dei componenti stessi. Lo studio verte sugli accoppiatori direzionali e multimodali in fosfuro d’indio. La fase di modellizzazione permette di definire un modello di funzionamento del dispositivo al variare dei parametri fisici, mentre la caratterizzazione è volta alla raccolta dei dati riguardanti le perdite, i coefficienti di riflessione e la divisione di potenza ottica di questi dispositivi. Le informazioni e i modelli andranno ad arricchire i building block della libreria di HHI (FhG-Heinrich Hertz Institute) utilizzata dal simulatore circuitale ASPIC . L’obiettivo è dimostrare la correttezza dei modelli e l’efficacia dell'approccio simulativo mediante building block: unendo diversi blocchi elementari, opportunamente modellati e caratterizzati, si può ottenere un circuito ottico più complesso il cui comportamento rispecchia esattamente l’andamento reale del circuito fisico. Una tecnologia che sfrutta building block permette di ridurre i costi e i tempi di progettazione dei circuiti, che sono proprio quei fattori che rallentano lo sviluppo dell’ottica integrata. La validità di questo metodo viene dimostrata con il confronto tra le simu- lazioni e le misure di alcuni filtri del primo ordine che sfruttano i dispositivi approfonditi in questo studio.