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阵列波导光栅 · 从仿真到测试的完整闭环

📚 共计 30 章节

AWG基础与光波导理论

阵列波导光栅的工作原理、光在波导中的传播模式、有效折射率与群折射率。

AWG设计参数详解

通道数、通道间隔、自由光谱范围(FSR)、衍射级数、角色散。

AWG数学建模

光栅方程推导、阵列波导长度差计算、聚焦条件与罗兰圆。

仿真环境搭建

Lumerical INTERCONNECT / Ansys Lumerical 环境配置、Python API接口设置。

环境Lumerical

波导截面设计与仿真

单模条件、波导尺寸扫描、有效折射率计算（FDE求解器）。

弯曲波导与损耗分析

弯曲半径扫描、弯曲损耗、过渡损耗、S弯设计。

星形耦合器设计

输入/输出星形耦合器、自由传播区设计、模式匹配。

耦合器星形

阵列波导布局

波导长度差实现、弯曲布局算法、版图生成。

相位误差与补偿

工艺引入的相位误差、热光效应补偿、相位修正结构。

光谱响应仿真

INTERCONNECT系统级仿真、S参数提取、光谱响应分析。

串扰与噪声分析

相邻通道串扰、非相邻通道串扰、背景噪声、杂散光。

偏振相关损耗(PDL)

偏振效应分析、偏振分集方案、无偏振AWG设计。

温度敏感性分析

热光系数、温度漂移、无热化AWG设计（聚合物补偿）。

温度无热化

工艺容差分析

蒙特卡洛仿真、关键尺寸(CD)变化影响、层厚变化影响。

容差蒙特卡洛

版图设计(GDS)

KLayout / GDSII 导出、层次定义、设计规则检查(DRC)。

流片前检查清单

掩模版准备、工艺文件确认、测试结构设计。

测试平台搭建

光栅耦合器/端面耦合、偏振控制、光源与光谱仪配置。

自动化测试脚本

Python控制测试设备、数据采集、光谱扫描。

自动化Python

测试数据处理

插值、归一化、去卷积、噪声滤波。

数据处理滤波

光谱参数提取

中心波长、3dB带宽、插入损耗、串扰、FSR。

测试结果与仿真对比

偏差分析、误差溯源、模型校准。

性能优化迭代

基于测试结果的设计修正、二次流片策略。

多通道AWG设计

32/48/64通道设计要点、通道均匀性优化。

多通道均匀性

AWG路由器(ROADM)应用

波长选择开关(WSS)、上下话路节点。

片上光谱仪应用

高分辨率光谱分析、生物传感。

光谱仪传感

量子光学中的AWG

纠缠光子对产生、波长复用/解复用。

先进材料平台

氮化硅(SiN)、薄膜铌酸锂(TFLN)、聚合物AWG。

AI辅助AWG设计

机器学习预测光谱、逆向设计、贝叶斯优化。

行业标准与测试规范

GR-1221、Telcordia标准、可靠性测试。

标准可靠性

完整项目实战

从需求分析到测试报告的全流程演练。

实战全流程