Kompaktinis modelis (PIC)

Kompaktinis modelis yra supaprastintas, matematinis vieno fotoninio komponento (pvz., moduliatoriaus ar žiedo) elgsenos aprašymas, leidžiantis greitai simuliuoti visą grandyną, nekartojant pilnos bangos simuliacijos.

Kompaktinis modelis vs. fizinis grandynas (PIC)

Verta atskirti kompaktinį modelį nuo paties integruoto grandyno. Fotoninis integruotas grandynas (PIC) yra fizinis, apčiuopiamas lustas — bangolaidžiai, jungikliai ir moduliatoriai, sukurti puslaidininkiniame substrate. Kompaktinis modelis yra jo matematinis atitikmuo: lygčių ir sklaidos parametrų (S-parametrų) rinkinys, aprašantis šių komponentų elgseną simuliacijos programinėje įrangoje. Kitaip tariant — PIC yra aparatūra ir galutinis gamybos tikslas, o kompaktinis modelis yra jo skaičiavimo „dvynys“, leidžiantis patikrinti lusto veikimą kompiuteryje, prieš projektui patenkant į gamyklą. Modelis kartu supaprastina sudėtingą optinę fiziką į greitas formules, todėl didelio grandyno simuliacija trunka minutes, o ne dienas.

Kaip sukuriamas kompaktinis modelis?

Kiekvienas fotoninis komponentas — bangolaidis, jungiklis, moduliatorius — pirmiausia tiksliai simuliuojamas bangos metodais (FDTD, BPM), tai suteikia jo charakteristiką sklaidos parametrų (S-parametrų) ar perdavimo lentelių forma. Ši charakteristika tampa „juoduoju dėžute“ — kompaktiniu modeliu — kurį galima žaibiškai sujungti su kitais komponentais viso grandyno simuliacijoje.

Taikymai

Kompaktiniai modeliai yra būtinas ryšys tarp komponento lygmens simuliacijos ir viso fotoninio integruoto grandyno ar perdavimo sistemos simuliacijos — jie leidžia patikrinti pilno PIC veikimą per priimtiną skaičiavimo laiką, o ne dienas pilnos bangos simuliacijos.

Susiję terminai

PIC (fotoninis integruotas grandynas)

FDTD

PDK