硅光波导与光栅耦合器设计精讲
📚 共计 30 章节
01
硅光技术概述
从摩尔定律到光互连，硅光芯片的产业价值与技术路线图。
产业
路线图
02
光波导基础理论
麦克斯韦方程组与平板波导模式分析，有效折射率法入门。
模式
有效折射率
03
SOI条形波导
单模条件、模场分布与波导损耗机制（散射、吸收、辐射）。
单模
损耗
04
弯曲波导与模式转换
弯曲半径对损耗的影响，欧拉弯曲与绝热渐变设计。
弯曲
绝热
05
定向耦合器
耦合模理论，3dB分束器设计，波长敏感性与工艺容差。
3dB
工艺容差
06
MMI多模干涉耦合器
自映像原理，1×2与2×2 MMI设计，损耗与均匀性优化。
自映像
均匀性
07
亚波长光栅波导
等效介质理论，SWG波导的色散工程与偏振调控。
SWG
色散
08
光栅耦合器基础
布拉格条件，耦合效率定义，一维均匀光栅的辐射特性。
布拉格
均匀光栅
09
光栅耦合器设计参数
周期、占空比、刻蚀深度、光栅长度对耦合效率的影响。
参数扫描
效率
10
聚焦光栅耦合器
椭圆光栅设计，波前匹配与焦斑优化，光纤对准容差。
椭圆
对准容差
11
切趾光栅耦合器
非均匀占空比设计，旁瓣抑制与带宽展宽技术。
切趾
带宽
12
偏振分束光栅耦合器
基于亚波长光栅的偏振分束，二维光栅与偏振无关设计。
偏振
分束
13
光栅耦合器的工艺实现
EBL与DUV光刻，刻蚀工艺对光栅形貌的影响。
EBL
DUV
14
光栅耦合器的测试方法
端面耦合与垂直耦合测试平台，插损与偏振消光比测量。
测试
消光比
15
Lumerical FDTD入门
仿真环境搭建，光源设置与监视器使用，网格收敛性分析。
FDTD
收敛性
16
FDTD波导仿真
条形波导模场提取，有效折射率计算，损耗扫描仿真。
模场
损耗扫描
17
FDTD定向耦合器仿真
耦合长度提取，波长响应扫描，工艺偏差分析。
耦合长度
工艺偏差
18
FDTD光栅耦合器仿真
单周期仿真设置，远场计算与耦合效率提取。
远场
效率提取
19
光栅耦合器参数扫描优化
占空比、周期、刻蚀深度多参数协同优化。
协同优化
参数扫描
20
光栅耦合器带宽优化
切趾设计仿真，3dB带宽提升策略与验证。
带宽
切趾
21
光栅耦合器偏振优化
偏振相关损耗仿真，偏振分束光栅设计验证。
PDL
偏振分束
22
光栅耦合器容差分析
刻蚀深度偏差、套刻误差、膜厚波动对性能的影响。
容差
套刻
23
光栅耦合器版图设计
GDSII版图绘制，光栅层与波导层对准标记设计。
GDSII
对准标记
24
硅光芯片流片流程
MPW与全掩模流片，设计规则检查与光刻掩模制作。
MPW
DRC
25
光栅耦合器封装技术
光纤阵列耦合，UV胶固定与热应力管理。
封装
热应力
26
高速硅光调制器基础
载流子色散效应，马赫曾德调制器与微环调制器。
调制器
微环
27
硅光探测器基础
锗硅探测器原理，波导耦合型探测器设计要点。
GeSi
波导耦合
28
硅光收发芯片集成
光栅耦合器与调制器/探测器的单片集成方案。
单片集成
收发
29
硅光芯片测试与表征
晶圆级测试，自动耦合对准系统，性能参数提取。
晶圆级
自动对准
30
硅光技术前沿
异质集成（III-V/Si），片上光互连系统，AI驱动的光子设计自动化。
异质集成
AI设计