研究目的
研究制造工艺变化对无源硅光子器件和互连的影响，并为此开发一种计算高效且精确的自下而上方法。
研究成果
所提出的自下而上方法在计算上高效且准确，适用于研究制造工艺变化对无源硅光子器件和互连的影响。该方法能够在工艺变化条件下评估大规模光子互连，而采用耗时的数值模拟则不可行。
研究不足
该研究仅考虑无源硅光子器件和互连，未计入有源器件或掺杂变化的影响。
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[2019年IEEE国际微波与毫米波技术会议(ICMMT) - 中国广州(2019.5.19-2019.5.22)] 2019年国际微波与毫米波技术会议(ICMMT) - 基于超表面的太赫兹四分之一波片设计
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[2019年IEEE国际微波与毫米波技术会议(ICMMT) - 中国广州(2019.5.19-2019.5.22)] 2019年国际微波与毫米波技术会议(ICMMT) - 基于超表面的太赫兹四分之一波片设计
DOI：10.1109/icmmt45702.2019.8992403
出版年份：2019
更新时间：2025-09-19 17:13:59
摘要：
硅光互连（SPI）是多处理器片上系统（MPSoCs）中高功耗、低带宽金属互连的一种极具吸引力的替代方案。当采用SPI进行基于波分复用（WDM）的应用时，必须精确校准不同光子器件（如光开关）的中心波长以实现可靠通信。然而SPI对制造非均匀性（即工艺变异）敏感，这会导致器件间波长失配，进而造成性能下降。本研究提出一种计算高效且精确的自底向上方法，用于分析制造工艺变异对无源硅光器件及互连的影响。我们首先在元件层面（即条形波导）建模工艺变异影响，随后扩展至器件层面（即上下路滤波器和光开关），最终落实到系统层面（即基于WDM的无源SPI）。通过数值模拟不仅验证了本方法的准确性，更展示了其卓越的计算效率。此外，本研究包含多个相同微环的设计、制造与分析，以实证硅光子制造中的工艺变异现象。本方法的高效性使其适用于MPSoCs中大规模无源SPI的应用场景——这类场景若采用耗时的数值模拟将不可行。
作者：
Mahdi Nikdast，Gabriela Nicolescu，Jelena Trajkovic，Odile Liboiron-Ladouceur
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