
波分复用器件是硅光器件中的重要一部分,目前的波分复用技术有级联微环,级联MZI和阵列波导光栅(AWG)等。本文将利用pSim工具来基于级联微环设计一个四路波分复用链路,以此来方便用户学习入门pSim仿真器。

通过《快速入门》可以快速的学会pSim的项目建立流程,这里就不再赘述。对于单个微环谐振器件,我们可以将其描述为下图所示的理论模型,由两个定向耦合器和两个波导组成,分别用来模拟耦合区域和微环传输。可以看出这是一个有四个端口的“上传-下载”型微环。

在pSim中我们同样可以建立这样一个链路,我们在新建的circuit中放置Directional_Coupler(DC)以及Waveguide(WG),这里我们关注TE模式所以定义DC器件的coupling_te为0.1,定义两个WG器件的length均为Pi*Radius来描述一个微环,同时,定义loss_te = 1.5 (dB/cm), neff_te = 2.4, ng_te = 4.0, wl0 = 1.55 (um)。这样,我们就完成了对微环器件的链路搭建。同时我们再连接Optical_Network_Analyzer(ONA)器件来对微环频谱进行分析,这里ONA我们将设定op_n_input为2来定义两个输入端分别收集Through和Drop端口的信号。

定义仿真波长器件为1.54 um – 1.56 um,运行仿真后,我们可以将两个端口的数据放在同一个Viewer中,通过增益频谱可以看到良好的微环谐振曲线。通过viewer中的寻峰和FSR功能我们可以查看谐振峰数据以及FSR,通过FSR计算式如下,代入Lambda = 1.55 um,ng = 4,R = 10 um,我们可以得到一致的结果。


现在,我们可以定义四个微环并且半径依次为10um\9.5um\9um\8.5um,并且通过Through连接Input的方式将微环进行级联,我们就可以在增益频谱中观察到四路波分复用的结果。


进一步,大家可以手动建立同样链路或者联系我们获得示例文件,并且修改参数来查看结果变化,另外大家也可以思考这样的链路通道数上限的限制因素与FSR之间的关系。最后,欢迎联系Whoscored中文官网交流互动!