🧪 硅光工艺仿真 从零搭建

📚 30章 · 动手实践 ✨
01 硅光工艺概述
  • 什么是硅光工艺
  • 发展历程
  • 应用领域
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02 仿真环境概览
  • 主流工具介绍
  • Lumerical/RSoft/COMSOL
  • 准备工作
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03 操作系统与依赖
  • Ubuntu/CentOS
  • gcc/g++/make
  • cmake/python3/pip
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04 Python科学计算环境
  • Anaconda安装
  • 虚拟环境
  • NumPy/SciPy/Matplotlib
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05 Lumerical FDTD安装
  • 软件获取与许可
  • 安装步骤
  • 环境变量验证
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06 Lumerical INTERCONNECT
  • 电路级仿真安装
  • 与FDTD协同
  • S参数导入
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07 RSoft工具链安装
  • 核心模块安装
  • 许可服务器
  • 命令行/GUI切换
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08 COMSOL Multiphysics
  • 半导体模块
  • 波导光学仿真
  • MATLAB接口
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09 开源工具S4安装
  • RCWA方法
  • Python接口编译
  • 验证示例
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10 开源工具Meep安装
  • FDTD开源方案
  • libctl/h5utils
  • MPI并行编译
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11 PDK库集成
  • 什么是PDK
  • IMEC/AIM Photonics
  • 文件结构解析
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12 PDK导入Lumerical
  • 层定义与材料库
  • 自定义波导截面
  • S参数模型调用
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13 PDK导入RSoft
  • 组件库注册
  • 工艺偏差模型
  • 蒙特卡洛准备
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14 脚本化仿真基础
  • Python API入门
  • lumapi
  • 自动化参数扫描
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15 FDTD仿真实战
  • MZI建模
  • 网格设置技巧
  • 边界条件
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16 FDTD结果分析
  • 透射谱提取
  • 模式分析
  • Q值计算/收敛性
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17 INTERCONNECT电路仿真
  • 微环谐振器电路
  • 探测器模型
  • 频域/时域仿真
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18 RSoft BeamPROP
  • 定向耦合器设计
  • BPM算法原理
  • 参数优化
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19 RSoft FullWAVE
  • 时域仿真与FDTD对比
  • 非线性效应
  • 热效应耦合
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20 COMSOL波导仿真
  • 模式分析求解
  • 有效折射率
  • 弯曲损耗仿真
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21 工艺容差分析
  • 蒙特卡洛方法
  • 工艺参数随机化
  • 良率预测
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22 机器学习辅助仿真
  • 神经网络代理模型
  • 数据生成
  • TensorFlow/PyTorch
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23 多物理场耦合
  • 电光效应
  • 热光效应
  • 应力-光学耦合
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24 逆向设计方法
  • 伴随法原理
  • 拓扑优化
  • Lumerical逆向设计
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25 仿真数据管理
  • HDF5格式
  • 数据库存储
  • 版本控制Git
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26 高性能计算配置
  • GPU加速CUDA
  • MPI并行
  • SLURM作业调度
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27 可视化与报告生成
  • Matplotlib高级绘图
  • ParaView三维
  • 自动PDF报告
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28 常见问题与调试
  • 收敛失败处理
  • 内存溢出优化
  • 许可错误排查
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29 项目实战：片上光谱仪
  • 系统架构设计
  • 组件仿真
  • 系统级验证
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30 项目实战：高速调制器
  • PN结建模
  • 频率响应仿真
  • 眼图分析
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