Kompaktní model (PIC)

Kompaktní model je zjednodušený, matematický popis chování jednotlivé fotonické komponenty (např. modulátoru či prstence), umožňující rychlou simulaci celého obvodu bez opakování plné vlnové simulace.

Kompaktní model vs. fyzický obvod (PIC)

Je vhodné rozlišovat kompaktní model od samotného integrovaného obvodu. Fotonický integrovaný obvod (PIC) je fyzický, hmatatelný čip — vlnovody, vazební členy a modulátory vytvořené na polovodičovém substrátu. Kompaktní model je jeho matematický protějšek: soubor rovnic a rozptylových parametrů (S-parametrů) popisujících chování těchto komponent v simulačním softwaru. Jinými slovy — PIC je hardware a konečný výrobní cíl, zatímco kompaktní model je jeho výpočetní „dvojče“, které umožňuje otestovat funkci čipu na počítači ještě před tím, než se návrh dostane do továrny. Model přitom zjednodušuje složitou optickou fyziku do podoby rychlých vzorců, díky čemuž simulace rozsáhlého obvodu trvá minuty místo dnů.

Jak kompaktní model vzniká?

Každá fotonická komponenta — vlnovod, vazební člen, modulátor — je nejprve přesně simulována vlnovými metodami (FDTD, BPM), což dává její charakteristiku v podobě rozptylových parametrů (S-parametrů) nebo přenosových tabulek. Tato charakteristika se stává „černou skříňkou“ — kompaktním modelem — kterou lze bleskově spojovat s dalšími komponentami v obvodové simulaci celého systému.

Použití

Kompaktní modely jsou nezbytným článkem mezi simulací komponenty a simulací celého fotonického integrovaného obvodu nebo přenosového systému — umožňují ověřit funkci kompletního PIC v rozumném výpočetním čase namísto dnů plné vlnové simulace.

Související pojmy

PIC (fotonický integrovaný obvod)

FDTD

PDK