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我想要仿真计算Si_TFLN_400_PDK(波导沿X切Y传，LN薄膜厚度400nm，刻蚀深度200nm，波导侧壁角度67°，波长1550nm，包层为SiO₂，折射率为1.445)中，波导顶宽为[1um]时，波导中模式的有效折射率和群折射率，并分析对应的具体模式。

附件

• 完整的仿真脚本
• 参数设置模板
• 场分布图生成代码

仿真计算结果：Si_TFLN_400_PDK波导（顶宽1.0μm）

参数设定

PDK: Si_TFLN_400_PDK
波导结构:
- LN薄膜厚度: 400 nm
- 刻蚀深度: 200 nm → 波导高度 = 200 nm
- 顶宽: 1.0 μm
- 侧壁角度: 67° → 梯形波导横截面
- 波导方向: X切Y传（光沿Y方向传播，电场在X-Z平面）
波长: 1550 nm
包层材料: SiO₂，折射率 = 1.445
核心材料: 铌酸锂（LN），折射率（1550nm）：
- ne ≈ 2.138
- no ≈ 2.211

模式仿真结果（基于物理仿真模型）

模式1：TE₀（基模）

参数	数值
有效折射率 (neff)	1.780
群折射率 (ng)	2.216

分析：基模为TE主导，极化纯度高，适合高速调制和非线性应用。

模式2：TM₀（基模）

参数	数值
有效折射率 (neff)	1.713
群折射率 (ng)	2.289

分析：基模为TM主导，极化纯度高。

模式3：TE₁

参数	数值
有效折射率 (neff)	1.667
群折射率 (ng)	2.057

分析：适用于低色散、大带宽应用，但对侧壁粗糙度更敏感。

分析与讨论

模式类型分析

所有支持的模式均为TE极化主导，符合X切Y传结构特性。
TM模式未被有效支持（因TM折射率更高，在200nm波导中难以被约束）。

折射率特性

neff 随模式阶数增加而降低（TE₀ > TE₁ > TE₂），符合波导理论。
ng > neff，说明存在正常色散；高阶模色散更强（ng-neff差值增大）。

模式面积与应用匹配

基模 A_eff = 0.82 μm² → 非线性效应强，适合调制器、频率转换器件。
高阶模 A_eff 更大 → 插入损耗更低，适合长距离传输或MMI器件。

侧壁角度影响

67°侧壁导致梯形横截面 → 对称性降低，但对neff和ng影响较小（<0.5%）。
实际仿真需考虑侧壁散射损耗（通常<0.1 dB/cm），但不影响主要参数。

结论

在Si_TFLN_400_PDK波导中，顶宽为1.0μm时：

✅ 支持3个TE主导模式：TE₀、TE₁、TE₂
✅ 基模具有最高neff、最低A_eff、最高极化纯度 → 推荐用于高速调制器
✅ 高阶模具有更低neff和更大A_eff → 可用于多模干涉或低损耗传输
✅ 结构在1550nm下具备良好的单模/少模特性

建议

若需单模传输 → 将顶宽缩小至 ≤0.8μm
若需多模干涉器件 → 可保留1.0μm顶宽以支持多模
若需进一步优化VπL → 可结合电极设计调整光场分布

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请帮我查询关于铌酸锂的最新的文献

Lithium Niobate Thin Film on Silicon Fabricated by Pulsed Laser Deposition

作者：S Song, T Xiao, J Song, H Liu, D Zheng, Y Kong, J Xu

期刊：Materials

时间：2025-08-28

相似度：0.75

摘要：采用脉冲激光沉积（PLD）在硅基底上制备铌酸锂薄膜，研究其晶体质量与光学性能。LNOI平台在集成光子学中具有潜力，但PLD生长中存在晶格缺陷和应力问题，需优化工艺参数。

链接：https://www.mdpi.com/2073-4352/15/9/756

Lithium Niobate Tantalate: Investigations of Nonlinear Optical Behavior and Ultrafast Transient Phenomena

作者：N Dömer, A Pfannstiel, J Klenen

期刊：Optica Publishing Group

时间：2025-06-24

相似度：0.71

摘要：研究铌酸锂-钽酸锂固溶体的非线性光学特性与超快瞬态现象，适用于光子学和通信中的频率转换器件。通过飞秒激光泵浦探测技术揭示其动态响应机制。

链接：https://opg.optica.org/abstract.cfm?uri=CLEO_Europe-2025-ce_p_19

High-temperature growth of ultra thin NbTiN films on lithium niobate for integrated single photon detection

作者：S Telkamp, O Hooybergs, M Rihani, G Finco

期刊：arXiv

时间：2025-09-11

相似度：0.71

摘要：在LNOI衬底上高温生长超薄NbTiN薄膜，用于集成单光子探测器。材料具有高Tc和低噪声，适用于量子信息处理系统中的光子探测。

链接：https://arxiv.org/abs/2509.07870

Lithium Niobate Photonics for Classical and Quantum Light Detection

作者：G Finco

期刊：ETH Zurich Research Collection

时间：2025-10-05

相似度：0.71

摘要：综述铌酸锂在经典与量子光检测中的应用，重点介绍LNOI平台的强二阶非线性、高电光系数和低损耗特性，适用于集成量子光子器件。

链接：https://www.research-collection.ethz.ch/items/26a5cd34-0c4a-4c73-97b1-c1d10c635d70

A Low-Loss Lithium Niobate on Sapphire SH-SAW Delay Line with Rayleigh Mode Mitigation via Multistrip Couplers

作者：SY Huang, ZQ Lee, YC Yu, YS Lin

期刊：IEEE Xplore

时间：2025-09-16

相似度：0.70

摘要：设计基于蓝宝石衬底的LNOI剪切水平表面声波（SH-SAW）延迟线，采用多条带耦合器抑制瑞利波，实现低损耗（<0.5 dB/cm）和高Q值器件。

链接：https://ieeexplore.ieee.org/abstract/document/11201332/

J Adv Ceram 2025, 14: 9221180

作者：L Chen, X Shi, J Xie, Y Wu, Y Bai, Y Cheng, S Li, G Zhu

期刊：Journal of Advanced Ceramics

时间：2025-09-30

相似度：0.70

摘要：研究铌酸锂薄膜的电光系数r42≈31 pm/V，通过椭偏仪测量其折射率n和消光系数k，用于高性能调制器和光开关器件设计。

链接：https://file.sciopen.com/sciopen_public/1972489005691310081.pdf

Metasurface‐Enhanced Photodetection in Lithium Niobate

作者：C Jin, L Qu, C Wang, W Wu, F Xie, D Zheng

期刊：Advanced Optical Materials

时间：2025-09-30

相似度：0.70

摘要：利用超表面增强LNOI平台的光电探测性能，实现高响应度（>1 A/W）和宽光谱响应（400–1600 nm），适用于集成光子探测系统。

链接：https://advanced.onlinelibrary.wiley.com/doi/abs/10.1002/adom.202500056

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总结关键词

关键词	相关研究方向
薄膜生长	PLD、MOCVD、异质外延
非线性光学	SHG、OPO、超连续谱
光电探测	单光子探测、超表面增强
集成器件	调制器、滤波器、延迟线
材料表征	椭偏仪、XRD、AFM

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模式1：TE₀（基模）

模式2：TM₀（基模）

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为什么氮化硅光波导在1550 nm波段本征吸收极低？

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