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【调剂】北京石油化工学院2024年16个专业接受调剂
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hazheng

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[交流] 基于Optsim Circuit和OptoDesigner设计QPSK收发器光子集成芯片

硅光芯片是当前情况下非常热的一个主题。随着中美关系的恶化,光子集成芯片的设计也成为目前的一个“卡脖子”技术。本文主要说明如何用optsim circuit和optodesigner两款软件,进行数据中心常用的qpsk收发器光子集成芯片设计。

基于Optsim Circuit和OptoDesigner设计QPSK收发器光子集成芯片


图1:qpsk发射端的设计示意图

如图1 所示,qpsk发射端主要由分束器,马赫-曾德尔调制器,相位调制器等组成。

基于Optsim Circuit和OptoDesigner设计QPSK收发器光子集成芯片-1
图2:optsim circuit中发射端的原理图设计

图2是在optsim circuit软件中,实现的qpsk发射端的原理图设计。设计中各个单元器件均来自tower semiconductor的pdk套件。

基于Optsim Circuit和OptoDesigner设计QPSK收发器光子集成芯片-2


图3:qpsk接受端的设计示意图


如图3所示,qpsk接受端主要由方向耦合器,光探测器,相位调制器等组成。

基于Optsim Circuit和OptoDesigner设计QPSK收发器光子集成芯片-3


图4:optsim circuit中的接收端原理图设计

图4是在optsim circuit软件中,实现的qpsk接收端的原理图设计。设计中各个单元器件均来自tower semiconductor的pdk套件。

基于Optsim Circuit和OptoDesigner设计QPSK收发器光子集成芯片-4


图5:optsim circuit中的qpsk测试平台

为了仿真qpsk的性能,在optsim circuit中搭建了如图5所示的测试平台。如图6所示,眼图非常清晰。

基于Optsim Circuit和OptoDesigner设计QPSK收发器光子集成芯片-5
图6:optsim circuit中的qpsk仿真的眼图结果

仿真验证无误之后,optodesigner 将对应的版图做出(如图7所示)。得到的版图布局直接可以通过foundry去流片获取芯片。



基于Optsim Circuit和OptoDesigner设计QPSK收发器光子集成芯片-6


图7:optodesigner中的版图布局

本文只是光子集成芯片的一个范例。如有其它关于光子集成芯片的需求,欢迎通过微信公众号联系我们。

微信公众号:320科技工作室。
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