Bằng cách sử dụng mô phỏng 3D-BPM, chúng ta thực hiện mô phỏng số sự truyền tín hiệu quang cho tất cả các cổng của bộ triplexer. Hình 4.7 thể hiện đường bao các mẫu điện trường cho ba bước sóng. Với một triplexer, các tham số hiệu năng quan trọng nhất là suy hao chèn (insertion loss - I.L) và xuyên nhiễu (crosstalk - Cr.T), chúng được định nghĩa như sau:
Thiết kế bộ tách ghép ba bước sóng 1310nm/1490nm/1550nm sử dụng ống dẫn sóng silic . 10 d in P I L log P = (4.9) 𝐶𝑟. 𝑇 = −10𝑙𝑜𝑔( 𝑃𝑑 𝑃𝜆𝑡𝑜𝑡) (4.10)
Trong đó: Pinlà công suất ống dẫn sóng đầu vào; Pd là công suất từ ống dẫn sóng đầu ra mong muốn; Pλtot là tổng công suất từ các bước sóng không mong muốn đưa đến cổng đầu ra mong muốn.
Bước sóng (nm) I.L (dB) Cr.T (dB) 1310 (Cổng 1) -0.55 -26.02 1490 (Cổng 2) -0.26 -14.12 1550 (Cổng 3) -0.6 -24.68
Bảng 4.1. Công suất (chuẩn hóa theo công suất đầu vào) ba cổng đầu ra của triplexer đề xuất tại ba bước sóng.
Dữ liệu từ các kết quả mô phỏng ở hình 4.8 được dùng để tính toán các tham số chất lượng sau đó liệt kê như trên Bảng 4.1. Kết quả này cho thấy rằng: triplexer được đề xuất có suy hao chèn thấp và xuyên nhiễu nhỏ. Các tham số được kể đến ở trên đóng vai trò quan trọng về phương diện chế tạo của một bộ triplexer quang. Chúng ta mô phỏng đáp ứng bước sóng tại ba đầu ra của bộ triplexer. Các kết quả mô phỏng cho đáp ứng bước sóng bằng phương pháp mô phỏng 3D-BPM được trình bày như trên Hình 4.8.
Dữ liệu mô phỏng cho thấy rằng: 3 dB băng thông của ba băng bước sóng tương ứng là 20 nm (từ 1300 nm đến 1320 nm) của băng 1310 nm (cổng 1), 40 nm (từ 1480 nm đến 1520 nm) của băng 1490 nm (cổng 2) và 15 nm (từ 1545 nm đến 1560 nm) của băng 1550 nm (cổng 3). Do vậy, băng thông của triplexer đã đề xuất là tương đối cao.
Thiết kế bộ tách ghép ba bước sóng 1310nm/1490nm/1550nm sử dụng ống dẫn sóng silic
Ngoài ra, hiệu năng quang về mặt suy hao chèn và xuyên nhiễu là tốt hơn một số kết quả đã được công bố gần đây mà được xây dựng trên các mạch quang phẳng (planar lightwave circuits – PLCs). Thêm vào đó, tổng chiều dài của cấu trúc đề xuất vào khoảng 1000 nm cũng là khá ngắn so với kết quả gần đây. Rõ ràng nó là thích hợp cho các mạch quang tích hợp cao.Tiếp đó, chúng ta khảo sát dung sai chế tạo của cấu kiện theo chiều dài của bộ ghép đa mode hình cánh bướm như ở trên Hình 4.9. Dữ liệu mô phỏng cho thấy rằng với suy hao chèn dưới 3 dB, xuyên nhiễu là dưới -20 dB thì dung sai theo chiều dài tương ứng là ±1 µm một cách tương ứng. Các giá trị này là khá tốt do vậy phù hợp cho công nghệ chế tạo vật liệu ống dẫn sóng SOI trong thực tế hiện nay.
Hình 4.9. Dung sai chế tạo theo chiều dài cho triplexer đề xuất.