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硅光PDK组件库：热光型耦合器建模与材料选择方法

共计 30 章节
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01
课程导论
硅光PDK概念 · 热光型耦合器在光互连中的作用 · 课程目标与学习路径
课程导论PDK
02
硅光工艺基础
SOI晶圆结构 · 硅波导基本特性 · 单模条件与模场分布
硅光工艺基础SOI
03
热光效应原理
热光系数定义 · 硅与二氧化硅的热光特性对比 · 温度对折射率的影响
热光效应原理热光系数定义
04
耦合器基础理论
定向耦合器工作原理 · 耦合模方程 · 耦合长度与耦合效率
耦合器基础理论定向耦合器工作原…
05
热光型耦合器架构
马赫-曾德尔干涉仪结构 · 微环谐振器结构 · 热光移相器集成方式
热光型耦合器架构马赫
06
材料选择策略
波导层材料（Si · SiN） · 包层材料（SiO2
材料选择策略Si
07
热光移相器设计
电阻加热器几何尺寸 · 热分布仿真 · 功耗与响应时间权衡
热光移相器设计电阻加热器几何尺…
08
耦合器波导设计
波导宽度与间距优化 · 绝热锥形设计 · 弯曲波导损耗控制
耦合器波导设计波导宽度
09
光刻与刻蚀工艺
深紫外光刻精度 · 干法刻蚀与湿法刻蚀对侧壁粗糙度的影响
光刻刻蚀工艺
10
金属电极沉积
溅射工艺参数 · 电极厚度与电阻率关系 · 粘附层选择（Ti
金属电极沉积溅射工艺参数
11
热仿真方法
有限元法（FEM）基础 · COMSOL Multiphysic… · 稳态与瞬态热分析
热仿真方法FEM
12
光仿真方法
有限差分时域法（FDTD）基础 · Lumerical MODE求解器 · 本征模展开法
光仿真方法FDTD
13
电-热-光多物理场耦合
焦耳热产生 · 热传导方程 · 折射率变化与光场演化的联合仿真
光多物理场耦合焦耳热产生
14
PDK组件参数化
Python脚本定义波导宽度 · 耦合间隙 · 加热器长度等几何参数
PDK组件参数化
15
PDK版图生成
GDSII文件结构 · Python gdspy库使用 · 单元（Cell）与参考（Refere…
PDK版图生成
16
PDK紧凑模型（C-Compact Model）
S参数提取 · 多项式拟合 · Verilog-A行为级建模
PDKC-Compact
17
热光型耦合器性能指标
消光比 · 插入损耗 · 调谐效率
热光型耦合器性能…消光比
18
典型设计案例1
1×2热光开关（MZI结构） · 设计参数与仿真结果分析
典型设计案例1MZI
19
典型设计案例2
可调谐微环谐振器（Add-Drop型… · 耦合系数与Q值优化
典型设计案例2Add-Drop
20
典型设计案例3
2×2热光交叉耦合器 · 串扰抑制与带宽扩展
典型设计案例32×2热光交叉耦…
21
工艺角（Corner）分析
波导宽度 · 厚度 · 掺杂浓度变化对耦合器性能的影响
Corner工艺角
22
温度稳定性设计
无热化设计原理 · 包层材料补偿 · 多段加热器反馈控制
温度稳定性设计无热化设计原理
23
PDK验证流程
DRC检查 · LVS检查 · 后仿真验证
PDK验证流程
24
测试与表征
光栅耦合器耦合效率测试 · 热光响应曲线测量 · 光谱仪与可调激光器使用
测试表征
25
数据后处理
Python数据分析（pandas · numpy） · 拟合热光系数
数据后处理Python
26
PDK文档编写
组件规格书 · 设计指南 · 仿真报告模板
PDK文档编写
27
先进材料探索
石墨烯加热器 · 相变材料（VO2 · GST）
先进材料探索石墨烯加热器
28
异质集成方案
III-V族材料混合集成 · 薄膜铌酸锂（TFLN）热光调制器
异质集成方案III-V
29
课程项目实战
从需求分析到PDK发布 · 完整设计一个热光型2×2耦合器组件
课程项目实战PDK
30
课程总结与展望
硅光PDK标准化趋势 · AI辅助设计 · 未来光计算与光互连方向
课程总结PDK