应用于光电集成芯片的高效光电链路仿真方法
摘要
集成规模和复杂度的快速增加使得硅基光电集成芯片（OEIC）的设计愈发依赖于光电设计自动化工具（EPDA）。为了解决当前光电联合仿真需要跨多个平台或在电路仿真平台使用电信号来等效光信号等问题，提出了一种在同一开放平台下实现OEIC链路级建模仿真的方法。提出光端口双向传输信号定义规范，并结合已有电端口信号定义规范构建了统一通用的模型标准来描述光电器件时域输入输出动态特性；然后构建的光电联合仿真引擎将光子器件、电子器件以及光电器件模型直接以光端口或电端口的形式连接，并建立系统级光电链路网表，进而产生描述整个光电链路的系统方程组；最后通过瞬态仿真高效求解光电链路各端口和内部节点的光信号和电信号。将所提出的光电链路仿真方法应用于两个仿真实例，并与电路仿真平台中Verilog-A方法实现的仿真结果进行对比。对于全通型微环谐振腔仿真，两种方法得到的光信号的平均相对误差小于1.435%；对于光电收发链路仿真，两种方法得到的光信号和电信号的平均相对误差分别小于0.0494%、0.1949%；仿真结果具有良好的一致性和准确性。本研究验证了同一开放平台下对OEIC进行光电协同仿真的可行性，为光电子芯片建立统一和开放的光电联合仿真标准提供了重要的基础。
引用本文（GB/T 7714）
苟昌军 Gou Changjun, 张家辰 Zhang Jiachen, 叶英豪 Ye Yinghao. 应用于光电集成芯片的高效光电链路仿真方法[J]. Acta Optica Sinica, 2025.
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