基于Ge_(2)Sb_(2)Se_(4)Te_(1)的可重构光开关的仿真

摘要

光开关是集成光路上一个重要的元器件。提出了一种用在L和C波段基于硫系相变材料(Ge_(2)Sb_(2)Se_(4)Te_(1))的片上2×2定向耦合器式的可重构光开关,可通过改变相态切换开关。利用仿真软件Lumerical中的Mode Solutions和FDTD Solutions模块设计器件,得到在1500~1625 nm内耦合长度为24.9μm的Ge_(2)Sb_(2)Se_(4)Te_(1)非晶态下插入损耗(IL)>−0.36 dB,串口对比度(CT)−0.44 dB,CT<−30.46 dB。利用仿真软件COMSOL模拟532 nm波长激光加热Ge_(2)Sb_(2)Se_(4)Te_(1),结果显示:一个25 ns、峰值功率45 mW的高斯短脉冲可以使材料由晶态转化为非晶态;施加多个峰值功率20 mW、周期1μs且占空比0.03%的高斯脉冲阵列可重回晶态。仿真结果表明,设计的光开关在通信波段通过激光加热可以快速实现切换光路的作用。