基于Optsim Circuit和OptoDesigner设计QPSK收发器光子集成芯片

硅光芯片是当前情况下非常热的一个主题。随着中美关系的恶化，光子集成芯片的设计也成为目前的一个“卡脖子”技术。本文主要说明如何用OptSim Circuit和OptoDesigner两款软件，进行数据中心常用的QPSK收发器光子集成芯片设计。

图1：QPSK发射端的设计示意图

如图1 所示，QPSK发射端主要由分束器，马赫-曾德尔调制器，相位调制器等组成。

图2：OptSim Circuit中发射端的原理图设计

图2是在OptSim Circuit软件中，实现的QPSK发射端的原理图设计。设计中各个单元器件均来自Tower Semiconductor的PDK套件。

图3：QPSK接受端的设计示意图

如图3所示，QPSK接受端主要由方向耦合器，光探测器，相位调制器等组成。

图4：OptSim Circuit中的接收端原理图设计

图4是在OptSim Circuit软件中，实现的QPSK接收端的原理图设计。设计中各个单元器件均来自Tower Semiconductor的PDK套件。

图5：OptSim Circuit中的QPSK测试平台

为了仿真QPSK的性能，在OptSim Circuit中搭建了如图5所示的测试平台。如图6所示，眼图非常清晰。

图6：OptSim Circuit中的QPSK仿真的眼图结果

仿真验证无误之后，OptoDesigner 将对应的版图做出（如图7所示）。得到的版图布局直接可以通过foundry去流片获取芯片。

图7：OptoDesigner中的版图布局

本文只是光子集成芯片的一个范例。如有其它关于光子集成芯片的需求，欢迎通过*****联系我们。

*****：320科技工作室。