引言：了解设计目标
pSim Plus为复杂光电子集成链路设计提供了便捷的实现平台。本文重点介绍如何利用pSim Plus中的单元结构及内置函数，构建基于多通道级联硅微环谐振器的链路设计，并通过算法优化实现计算光谱仪。本示例利用的结构，来自北京邮电大学集成电路学院近期发表在Optics Letters的工作[1]。
初始化链路参数及环境
第一步涉及在pSim Plus中初始化链路参数及环境：
1.定义仿真背景参数
2.定义链路结构实体化参数
3.调用软件内置函数创建仿真环境
4.定义优化相关参数
创建链路结构
在完成链路参数及环境的初始化后，创建主体链路：
1.创建光网络分析仪
2.创建分光结构
3.生成级联微环谐振器
4.对上述器件设置位置
5.对上述器件参数进行初始化
添加光路连接
生成主体链路器件后，对各器件的接口连接：
1.连接光网络分析仪输出接口作为输入光
2.利用迭代变量连接各分束器件
3.连接级联微环谐振器
4.经滤波后光连接至光网络分析仪输入端口
图1：连接后的整体链路，包括光网络分析仪、分光及滤波器件。
调用优化算法最小化目标函数
读取数据，调用算法进行目标函数优化：
1.读取光网络分析仪得到数据
2.根据设计原理创建目标函数
3.调用pSim Plus环境中安装的库
4.利用算法使目标函数最小化
利用链路数据重建未知光谱
将优化得到的滤波曲线用于光谱重建：
1.创建新链路用于得到未知光谱
2.读取链路滤波曲线数据作为采样矩阵
3.利用cvxpy库进行光谱重建
图2：对未知光谱宽谱及窄带的重建。
结论
本文展示了使用pSim Plus实现基于多通道级联硅微环谐振器的计算光谱仪的系统方法。通过实现这些步骤并充分利用pSim Plus内置器件及功能，设计者可以高效地设计目标链路。
这种实现方法展示了pSim Plus在处理复杂链路设计的能力。软件的python环境不仅可以让我们调用不同的算法对目标进行优化，而且可以使用很多工具使链路设计实现一体化。本案例使用的pSim Plus版本为1.1.1。需要本案例的用户，欢迎通过问答平台（https://www.xyda.cc/#/）索取。
参考文献
[1] Kai Wang, Zeruihong She, Hongren Tan, Tianyue Zhang, and Lei Zhang, "Computational spectrometer with multi-channel cascaded silicon add-drop micro-ring resonators," Opt. Lett. 49, 6041-6044 (2024)
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