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热光系数与热调谐效率联合调试在MZI结构中的实践

共计 30 章节
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01
MZI基础结构
MZI（马赫-曾德尔干涉仪）的基本光… · 分束器与合束器原理 · 两臂光程差对干涉的影响
MZI基础结构
02
热光效应原理
热光效应的物理机制 · 材料折射率随温度变化的线性关系 · 热光系数（dn/dT）的定义与典型值
热光效应原理热光效应的物理机…
03
热调谐效率定义
热调谐效率（π相移所需功率Pπ）的物… · 单位（mW/π） · 与波导结构的关系
热调谐效率定义热调谐效率
04
MZI传输函数推导
基于两臂相位差的MZI输出光强表达式 · 干涉条纹对比度 · 自由光谱范围（FSR）
MZI传输函数推导
05
热光系数测量原理
通过MZI输出光谱漂移量反推热光系数… · 温度控制与光谱采集流程
热光系数测量原理MZI
06
热调谐效率测量原理
通过施加电功率改变MZI相位 · 记录输出功率变化曲线 · 提取Pπ
热调谐效率测量原…MZI
07
联合调试概念
热光系数与热调谐效率的相互影响 · 联合调试的必要性 · 调试目标（高灵敏度+低功耗）
联合调试概念热光系数
08
实验平台搭建
温控平台（TEC · 热敏电阻） · 电调谐电源（电压源/电流源）
实验平台搭建TEC
09
Python仿真环境配置
安装numpy · scipy · matplotlib库
Python仿真环境配置
10
MZI传输函数仿真
编写Python函数计算MZI输出光… · 绘制干涉曲线
MZI传输函数仿真
11
热光系数仿真模型
建立折射率随温度变化的线性模型 · 模拟不同温度下的MZI光谱漂移
热光系数仿真模型建立折射率随温度…
12
热调谐效率仿真模型
建立电功率与相位变化的关系模型 · 模拟Pπ提取过程
热调谐效率仿真模…建立电功率
13
联合调试仿真框架
整合热光系数与热调谐效率模型 · 构建联合调试仿真循环
联合调试仿真框架整合热光系数
14
数据采集与预处理
实验数据导入（CSV/Excel） · 异常值剔除 · 平滑滤波（移动平均/中值滤波）
数据采集预处理
15
光谱漂移量提取算法
峰值检测法 · 互相关法 · 多项式拟合求极值法
光谱漂移量提取算…峰值检测法
16
热光系数计算脚本
根据光谱漂移量与温度变化量计算dn/… · 误差分析（线性拟合R²）
热光系数计算脚本dn
17
热调谐效率计算脚本
从功率-相位曲线中提取Pπ · 半高宽法 · 正弦拟合法
热调谐效率计算脚…从功率
18
联合调试优化算法
多目标优化（最小化Pπ · 最大化热光系数灵敏度） · 帕累托前沿分析
联合调试优化算法多目标优化
19
实验一
静态温度扫描——记录不同温度下MZI… · 提取热光系数
实验一MZI
20
实验二
动态电调谐扫描——记录不同电功率下M… · 提取热调谐效率
实验二动态电调谐扫描
21
实验三
联合调试实验——同时改变温度和电功率 · 验证联合调试模型
实验三联合调试实验
22
结果可视化
绘制热光系数-温度曲线 · Pπ-波导宽度曲线 · 联合调试帕累托图
结果可视化绘制热光系数
23
误差来源分析
温度测量误差 · 光谱仪分辨率误差 · 耦合损耗波动
误差来源分析温度测量误差
24
波导结构对热光系数的影响
脊形波导vs条形波导 · 包层材料（SiO₂ vs 聚合物）的…
波导结构对热光系…vs
25
波导结构对热调谐效率的影响
波导宽度/高度 · 加热电极间距 · 热隔离槽设计
波导结构对热调谐…波导宽度
26
联合调试设计准则
如何选择波导几何尺寸以平衡热光系数与…
联合调试设计准则如何选择波导几何…
27
Python GUI工具开发
使用tkinter或PyQt构建联合…
PythonGUI
28
自动化测试脚本
编写循环扫描程序 · 自动保存数据 · 生成实验报告
自动化测试脚本编写循环扫描程序
29
案例研究
基于联合调试的MZI热光开关设计——…
案例研究MZI
30
课程总结与展望
联合调试方法总结 · 在光计算/光通信中的应用前景 · 未来研究方向（如超快热光效应）
课程总结联合调试方法总结