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使用 HFSS 計算行波電極在 10-100GHz 下的損耗，端口阻抗，等效折射率等。 以上參數(shù)將被作為optiSLang的輸入?yún)?shù)，用于后續(xù)的模型建立和優(yōu)化當中。更多詳細信息可參考Ansys Lumerical 行波 Mach-Zehnder 調(diào)制器仿真分析。

步驟5：緊湊模型和電路仿真 使用前面步驟的仿真結(jié)果，我們?yōu)?INTERCONNECT 中構(gòu)成完整調(diào)制器電路的波導(dǎo)、光調(diào)制器和行波電極導(dǎo)入緊湊模型參數(shù)。然后可以在穩(wěn)態(tài)和時域中執(zhí)行電路仿真，以獲得光傳輸與偏置和頻率的關(guān)系以及眼圖。

空間光調(diào)制器(SLM.0002 v1.1) 應(yīng)用示例簡述 1. 系統(tǒng)細節(jié)? 光源— 高斯光束? 組件— 反射型空間光調(diào)制器組件及后續(xù)的2f系統(tǒng)? 探測器— 視覺感知的仿真— 電磁場分布? 建模/設(shè)計— 場追跡：? 一個SLM像素陣列處光傳播的仿真，仿真中包括了SLM像素間無功能間隔引起的衍射效應(yīng)。

本示例演示了如何使用Ansys optiSLang 來驅(qū)動Lumerical 不同求解器實現(xiàn)微環(huán)調(diào)制器的仿真自動化以及使用 optiSLang 的多目標優(yōu)化能力實現(xiàn)微環(huán)調(diào)制器 Q 因子和調(diào)制效率的最佳化仿真。

說明 在本例中，我們仿真了使用BaTiO2的鐵電波導(dǎo)調(diào)制器，BaTiO2是一種折射率因外加電場而發(fā)生變化的材料。該器件的結(jié)構(gòu)基于文獻[1]。我們模擬并分析了給定工作頻率下波導(dǎo)調(diào)制器的有效折射率與電壓的關(guān)系。 背景 鐵電波導(dǎo)由硅層和玻璃襯底上的BiTiO3（也稱為BTO）層組成。

電光調(diào)制器，一種通過外部手段改變材料折射率的光電子器件，常用于電信號與光信號轉(zhuǎn)換過程。現(xiàn)實當中電光調(diào)制器種類繁多，諸如鈮酸鋰基的電光調(diào)制器、硅基的電光調(diào)制器、基于等離子共振色散的電光調(diào)制器等等。然而，這些調(diào)制器原理不一樣，這造就了分析調(diào)制器的原理和方法不能放之四海而皆準，必然是針對具體問題要采用特定的方法和技巧。考慮到硅基電光調(diào)制器的成熟工藝，下文將展現(xiàn)仿真硅基電光調(diào)制的整個流程。

進一步開發(fā)模型參數(shù)求解器系統(tǒng)中包含的INTERCONNECT提供了一個單獨的optiSLang項目文件，可以計算調(diào)制器的BER。從CHARGE、MODE和HFSS中收集與波導(dǎo)、光調(diào)制器和行波電極相關(guān)的參數(shù)，以創(chuàng)建緊湊的模型。基于步驟三獲取的優(yōu)化參數(shù)動態(tài)更新輸入配置，可實時追蹤品質(zhì)因數(shù)（FoM）的迭代優(yōu)化進程。1.

步驟1：發(fā)射器電路該電路用于仿真EIC上的driver和PIC上的環(huán)形調(diào)制器之間發(fā)射器信號路徑的電學(xué)部分。發(fā)射器電路由代表調(diào)制器driver的電壓源、Interposer層的狀態(tài)空間模型單元以及環(huán)形調(diào)制器的等效電路組成。Interposer層狀態(tài)空間模型基于Ansys HFSS進行3D電磁仿真計算出的電S參數(shù)生成。

系統(tǒng)建模說明在這一部分，提供了兩個行波調(diào)制器的系統(tǒng)建模說明，并討論了仿真結(jié)果。為了說明行波調(diào)制器的原理，我們構(gòu)建了兩個仿真系統(tǒng)：其中一個調(diào)制器由外部行波電極驅(qū)動，另一個調(diào)制器則由常規(guī)電信號直接驅(qū)動，但內(nèi)置了行波電極。在文件TWM_waveguide_electrodes.icp中，光學(xué)調(diào)制器由NRZ電信號驅(qū)動，該電信號通過行波電極波導(dǎo)。光學(xué)調(diào)制器電極類型設(shè)置為"lumped"。

有源環(huán)節(jié)不僅包括電相移器、微環(huán)調(diào)制器、馬赫曾德行波調(diào)制器、垂直光電探測器、熱調(diào)諧波導(dǎo)等多種有源光子器件，還包含波分復(fù)用、PAM4收發(fā)等完整的PIC系統(tǒng)，可大大提升學(xué)員設(shè)計復(fù)雜光子集成電路系統(tǒng)的能力。

一、模型導(dǎo)入 對照上圖的實際環(huán)境搭建在ANSYS HFSS中搭建仿真模型模型具體包括以下三個部分：待測PCB，4 cable連接器，以及CISPR25測試環(huán)境（LISN網(wǎng)絡(luò)、測試線纜等）。

本期我們將開始一個新的系列專題——有源光子器件的設(shè)計與仿真，涉及到調(diào)制器、探測器、激光器在內(nèi)的眾多有源器件。我們將以Ansys Lumerical上的案例為基礎(chǔ)，從基本的硅光調(diào)制器開始，介紹調(diào)制器的基本原理、性能指標、常見結(jié)構(gòu)、設(shè)計流程、建模仿真等步驟，使用Ansys Lumerical CHARG、HEAT以及INTERCONNECT等軟件，最終完成單個光子器件到光子集成電路的仿真設(shè)計。

您可以從Nuhertz或HFSS訪問Modelithics庫。Nuhertz能以直接、無縫的方式提供自動濾波器設(shè)計、綜合與優(yōu)化。基于濾波器性能規(guī)范，Nuhertz可以綜合設(shè)計出濾波器上的集總組件，并在HFSS中自動設(shè)置濾波器分析和優(yōu)化。 HFSS適用于電磁仿真，可幫助您設(shè)計和仿真高頻電子產(chǎn)品，例如RF和微波組件、濾波器、連接器、PCB、天線等。

作為核心光子器件，電光調(diào)制器的性能直接決定了整個系統(tǒng)的傳輸能力。而在各類調(diào)制器中，行波電極的設(shè)計尤為關(guān)鍵，其本質(zhì)是一個精密的高頻傳輸線結(jié)構(gòu)。工程師們追求的目標是實現(xiàn)微波與光波相速的匹配，并盡可能降低傳輸損耗，以最大化調(diào)制器的3dB帶寬。然而，行波電極的電磁特性分析充滿挑戰(zhàn)。

接著介紹使用Lumerical MODE，CHARGE 求解器仿真MZM，計算半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的寄生參數(shù)串聯(lián)HFSS,算出眼圖。以及使用MQW求解,計算EAM調(diào)制器不同well的吸收譜，將其n k 帶到FDTD觀察光的傳播與吸收，進一步了解光吸收影響載子濃度的分布。時間：4月28日 ，10:00-11:00合作伙伴：上海莎益博地點：線上費用：免費立即報名

增加正交調(diào)制 我們已經(jīng)知道如何對DPSK信號進行編碼和解碼; 現(xiàn)在我們可以使用正交調(diào)制來調(diào)制多進制信號。 圖10. DPSK發(fā)射器 這是建立我們的DPSK發(fā)射器的最后一步，現(xiàn)在運行仿真并觀察信號輸出的頻譜（圖11）。

上述結(jié)果證實調(diào)制器的偏置點確實由 改變。針對s-sep結(jié)構(gòu)，我們在圖7d中還測量了不同R3電阻值下低頻和中頻的電光響應(yīng)。確實可獲得高通響應(yīng)特性，且R3值越高則截止頻率越低，這與圖3a討論的仿真結(jié)果相吻合。 圖7 器件的直流偏置能力。a,b)分別施加1MHz和100kHz的三角VAC信號以及不同的VDC信號時，s-sep和g-sep結(jié)構(gòu)的歸一化光傳輸。

在本文中，我們展示了如何使用我們的有限元集成開發(fā)環(huán)境（IDE）來仿真鈮酸鋰薄膜光波導(dǎo)中的電光調(diào)制。本工作中進行的模擬包括兩個主要階段：電學(xué)和光學(xué)。下面是所模擬的調(diào)制器的示意圖。步驟1：電學(xué)仿真在步驟1中，我們使用CHARGE求解器來仿真施加電壓偏置后鈮酸鋰（LN）脊波導(dǎo)中的電場分布。通過金電極以地-信號-地的配置施加電壓偏置。

如下為帶饋電結(jié)構(gòu)的16x16天線陣，其中含有26類獨立組件，總計432個組件： 圖3 帶饋電結(jié)構(gòu)的天線陣列仿真 通過比對可以看到其加速了42%。 表1 加速效果對比 用于網(wǎng)格融合的迭代求解器 在HFSS 2023 R1版本中，針對網(wǎng)格融合加入了迭代求解器，其在降低內(nèi)存消耗和求解速度上都得到極大提升。