📘 硅光系统链路仿真
参数优化实战
🧑🏫
30章 · 从入门到前沿
01
硅光技术概述
从电子到光子，硅光技术的诞生背景与发展历程，核心优势与挑战。
02
硅光材料基础
SOI平台介绍，硅波导折射率与损耗，耦合器与调制器材料基础。
03
光波导理论入门
麦克斯韦方程组与波动方程，模式理论，有效折射率法（EIM）。
04
Lumerical INTERCONNECT 初探
软件界面与工作流，基本元件库，搭建第一个直连链路。
05
光源模型
连续波激光器(CW Laser)参数，调制光源，激光器噪声与线宽。
06
调制器模型
MZM原理与参数，电光调制器(EOM)，偏置点与消光比。
07
波导与无源器件
直/弯曲波导损耗，定向耦合器(DC)，MMI，阵列波导光栅(AWG)。
08
光电探测器模型
PIN与APD原理，响应度、带宽、暗电流，探测器噪声模型。
09
光放大器模型
EDFA原理，半导体光放大器(SOA)，增益饱和与噪声指数。
10
光纤信道模型
单模光纤色散与非线性，PMD模型，光纤链路损耗预算。
11
链路搭建实战
PAM4发射机链路，相干接收机链路，IM/DD系统仿真。
12
参数扫描与优化
Parameter Sweep设置，Optimizer使用，蒙特卡洛分析。
13
眼图分析
眼图测量原理，眼图张开度与抖动，Q因子与BER估算。
14
光谱分析
OSA模型，光谱带宽与分辨率，OSNR计算。
15
散射参数（S参数）分析
S参数定义与端口设置，扫描导出，链路应用。
16
热效应仿真
热光效应与热调谐，微环谐振器热调谐，热串扰补偿。
17
工艺容差分析
工艺角定义，几何偏差影响，良率(Yield)估算。
18
高速信号完整性
信号上升时间与带宽，传输线效应，均衡器(CTLE/FFE)。
19
非线性效应仿真
克尔效应与SPM，四波混频(FWM)，非线性容限。
20
相干系统仿真
IQ调制器，相干接收机与DSP，偏振复用(PDM)系统。
21
微环谐振器仿真
微环原理与FSR、Q值，调制器与滤波器，应用实例。
22
光开关与路由
MEMS光开关，热光/电光开关，N×N光路由网络仿真。
23
片上激光器集成
混合集成激光器，外腔激光器(ECL)，片上耦合。
24
光电共封装(CPO)仿真
CPO架构，光引擎接口，链路损耗与功耗分析。
25
机器学习辅助优化
贝叶斯优化，神经网络代理，遗传算法与粒子群。
26
Python脚本自动化
INTERCONNECT Python API，批量仿真，自动化报告。
27
多物理场协同仿真
光-电-热协同，Lumerical与Ansys/COMSOL联合。
28
标准与规范
IEEE 802.3，OIF相干光，ITU-T光网络规范。
29
项目实战：400G DR4
400G DR4光模块链路仿真，硅光收发芯片全链路优化，流片经验。
30
前沿趋势
硅光与CMOS融合，量子光子学，AI驱动光链路设计自动化。