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硅光PDK组件库：热光型耦合器设计与仿真验证方法

共计 30 章节
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01
硅光PDK概述
PDK在硅光设计流程中的作用 · 标准PDK组件库架构 · 热光型耦合器在PDK中的定位
PDK硅光
02
热光效应基础
材料热光系数（Si · SiO2 · SiN）
热光效应基础Si
03
耦合器基本原理
定向耦合器工作原理 · 耦合模理论（CMT） · 耦合长度与耦合系数
耦合器基本原理定向耦合器工作原…
04
热光型耦合器设计指标
调谐效率 · 功耗 · 响应时间
热光型耦合器设计…调谐效率
05
波导结构设计
脊型波导与条形波导选择 · 波导尺寸（宽度 · 高度
波导结构设计脊型波导
06
加热器材料选择
金属加热器（Ti · TiN · NiCr）与掺杂硅加热器对比
加热器材料选择Ti
07
加热器几何布局
单臂加热 · 双臂加热 · 分段加热设计
加热器几何布局单臂加热
08
热隔离结构设计
悬空臂结构 · 沟槽隔离 · 空气桥设计
热隔离结构设计悬空臂结构
09
耦合区长度优化
3dB耦合器 · 交叉态与直通态 · 耦合长度与波导间距的关系
耦合区长度优化dB
10
波导间距设计
定向耦合器间隙（gap）对耦合系数的… · 亚微米间隙工艺可行性
波导间距设计gap
11
多模干涉（MMI）耦合器基础
MMI工作原理 · 自映像效应 · MMI与定向耦合器对比
MMI多模干涉
12
热光型MMI耦合器设计
MMI区域加热设计 · 均匀加热与梯度加热 · 调谐效率分析
MMI热光型
13
波长响应分析
耦合器波长依赖性 · 宽带设计方法 · 色散补偿技术
波长响应分析耦合器波长依赖性
14
偏振相关损耗（PDL）
TE/TM模式耦合差异 · 偏振不敏感设计策略
PDL偏振相关损耗
15
工艺容差分析
CD变化 · 膜厚波动 · 刻蚀角度对耦合器性能的影响
工艺容差分析CD
16
仿真工具链介绍
Lumerical MODE/FDT… · COMSOL Multiphysic… · RSoft
仿真工具链介绍Lumerical
17
FDTD仿真设置
仿真区域 · 边界条件（PML） · 网格精度
FDTD仿真设置
18
热-光耦合仿真方法
电热仿真（Joule heating… · 数据传递接口
光耦合仿真方法Joule
19
S参数提取
从FDTD结果提取S21 · S31 · S41
S参数提取FDTD
20
调谐曲线仿真
施加不同加热功率下的耦合器响应 · 相移量提取 · 调谐效率计算
调谐曲线仿真施加不同加热功率…
21
瞬态响应仿真
热时间常数提取 · 开关速度分析 · RC延迟模型
瞬态响应仿真热时间常数提取
22
版图设计（GDS）
耦合器版图层级定义 · 加热器版图 · 金属互连
GDS版图设计
23
DRC与LVS验证
设计规则检查（最小间距 · 最小宽度） · 版图与原理图一致性检查
DRCLVS
24
PDK组件封装
参数化单元（PCell）开发 · Python/SKILL脚本实现 · GUI界面集成
PDK组件封装
25
测试方案设计
光栅耦合器/端面耦合输入 · 电探针阵列 · 热控台
测试方案设计光栅耦合器
26
测试数据分析
归一化传输谱 · 调谐效率拟合 · 功耗-相移关系
测试数据分析归一化传输谱
27
模型-硬件相关性
仿真与测试结果对比 · 偏差分析 · 模型校准方法
模型硬件相关性
28
典型应用案例
可调光衰减器（VOA） · 光开关（2x2/1x2） · 可调分束比耦合器
典型应用案例VOA
29
设计优化方法论
多目标优化（功耗 · 速度 · 带宽）
设计优化方法论多目标优化
30
课程总结与展望
热光型耦合器技术趋势 · 与马赫-曾德尔干涉仪（MZI）结合 · 大规模光开关阵列展望
课程总结热光型耦合器技术…