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PSR 的背景和作用 偏振分束旋转器（PSR）是解决绝缘衬底上硅（SOI）平台光波导器件偏振敏感的关键性器件，解决了偏振模色散（PMD）导致的脉冲展宽和码间干扰。偏振分束旋转器（Polarization Beam Splitter Rotator, PBSR）是一种集成了偏振分束和偏振旋转功能的光学器件，主要用于控制光束的偏振态，实现特定偏振光的分离或转换。 1. 核心功能 偏振分束（PBS功能）：将入射光按偏振方向分成两束正交的线偏振光（如P光和S光），分别沿不同路径输出。 偏振旋转（旋转功能）：将其中一束光的偏振方向旋转（如90°），使得两束输出光具有相同的偏振态（例如均变为P光）。 2. 工作原理 分束机制：通常基于双折射晶体（如方解石）或介质膜偏振分束立方体，利用不同偏振光折射率差异实现分束。 旋转机制：通过半波片（Half-Wave Plate）或液晶相位延迟器对选定光束的偏振方向进行旋转。 3. 典型结构 集成设计：在传统偏振分束器（PBS）的输出端口之一加入半波片，使一束光的偏振方向被旋转，而另一束保持不变。 示例： 输入光：非偏振光或任意偏振光。 分束 ...

前言 大家有没有想过，教科书上的公式是怎么写出来并排版的如此美观的呢？如何能在文档中绘制出美观而精确的科研绘图？想必绝大多数同学都只知道MS Office，但是这太Low了，而且排版格式经手多人会变得千奇百怪。科研人就要有科研人的个性，不仅要严谨，还要有科研人的专属工具，展现出科研人高大上的一面！ R + Markdown = RMarkdown Markdown大家都知道，但凡入门了计算机的玩家都靠这个来写博客，记录知识和见闻，但知道Rmarkdown的玩家就不多了，毕竟R语言受众相对C，Java，Python而言还是太少。但身为科研工作者不能不知道它，因为R是开源的，主要用于统计分析、绘图以及数据挖掘的强大编程语言。你可能会说“我都有Python了，用个Jupyter不一样的吗？ ”，但Jupyter这种人尽皆知的工具无法体现出您的与众不同，尽管Jupyter现在也能在Python3.10+的环境中结合Jupyter-Tikz来实现相同的效果，但科研人还是要多学学新工具。 Rmarkdown的使用需要基于R+Rstudio，R和Rstudio直接去官网下载就行了，独立安装即可。 ...

VPI中加载S参数 核心思想 S参数的本质是线性传输矩阵，传输矩阵的矩阵元通过指定滤波器来描述； 本例仅考虑s4p的前向传播矩阵元，即S13，S14,S23,S24四个参数，这是因为端口3和4仅由端口1和2的线性叠加而成 ； 用s4p参数描述X_Coupler X_Coupler作为一个经典的传输模型，具有如下的传输结构 该结构仅考虑前向传输，若考虑反向传输，则需要使用S31，S41,S32,S42。双向传输需要考虑全部16个S参数。 s4p参数的导入 在VPI的FilterOpt控件中导入s4p文件需要满足如下格式 使用该格式后，需要在控件Measured Filter栏目下的DataFormat中填入Frequency Magnitude Phase。需要额外注意的是单位描述，其中Phase项的单位只有角度，而非弧度。INTERCONNECT中导出的弧度数据需要换算后方可载入。 提取INTERCONNECT中S参数的python函数如下 1234567891011121314151617181920212223242526272829303132333435363738 ...

VOL模块 注意事项 ADS中使用VOL模块需要保证： ADS的版本为2021，VPIphotonics版本为11.1； ADS的license中，需要有W3071E的模块，可以去License Manager里看，没有就无法使用VOL模块； VPI的license中，需要有额外几个SED的Feature，分别是 VPI_TMM_OPTICALSYSTEMS_SED，VPI_CM_FIBERAMPLIFIER_SED，VPI_CM_ACTIVEPHOTONICS_SED 和 VPI_TMM_LAB_SED。这几个SED的Feature可以让ADS用脚本调用VPI的Engine Driver，实现无GUI的仿真计算； VPI的vtmu中需要有两个vtmg模块，分别是ADS_Dynamic_Input 和 ADS_Dynamic_Output。该俩模块中各有一个python脚本实现ADS数据类型转换，分别是create_signal_from_file.py 和 create_file_from_signal.py。确保这四个文件到位，否则无法实现联合仿真； VPI的python环境需新 ...

MZI实现波分和解波分复用 利用MZI实现波分和解波分复用依据的理论是干涉理论，根据上下臂的相位分配可以控制输出光相干相长或相消。 对于一个X_Coupler，其传输矩阵可以写为如下形式： T(f)=(1−αjαjα1−α)(1)T(f)= \left( \begin{matrix} \sqrt{1-\alpha} & j\sqrt{\alpha}\\ j\sqrt{\alpha} & \sqrt{1-\alpha} \end{matrix} \right)\tag{1} T(f)=(1−α​jα​​jα​1−α​​)(1) 其中α\alphaα为上臂功率占总功率的比值。 一个完整的二端口MZI复用器由两个X_Coupler组成，中间经由两路臂长不等的光路实现相位调控，总体传输矩阵可以写为如下形式： T(f)=(1−α2jα2jα21−α2)(e−j2π(f−fc)τ001)(ejϕupper00ejϕlower)(1−α1jα1jα11−α1)(2)T(f)= \left( \begin{matrix} \sqrt{1-\alpha_2} & j\sqrt{\ ...

ADS 模块 注意事项 VPI中使用ADS接口模块需要保证： ADS的版本为2021，VPIphotonics版本为11.1； 在环境变量中添加两个ADS的路径： 12<ADS installation directory>\bin<ADS installation directory>\adsptolemy\lib.win32. 如果能跑通Simulation Techniques ⇒\Rightarrow⇒ Cosimulation ⇒\Rightarrow⇒ ADS中的Demo，则表示联合仿真可行。 只跑通Demo可远远不够，需要跑通自己定义的ADS模型才算实现真正意义上的联合仿真。 创建ADS模板文件 在希望调用ADS模块vtmu工程的Input文件夹内New一个MyWorkspace，New一个Schematic。这个Schematic作为TestBench放在最顶层，同时也作为VPI与ADS的接口； 在ADS中找到TimedDataRead和TimedDataWrite两个Parts，用于VPI与ADS之间的数据传输； 在A ...

正交幅度调制QAM 正交幅度调制QAM（Quadrature Amplitude Modulation）是Wi-Fi中一种常用的数字信号调制，是相位调制与幅度调制的组合。 为了提高信号传输速率，需要让一种波形传递更多的比特信息。普通的幅度调制和相位调制仅有两种符号来区分0或1，相当于调制一次只能传递一个比特信息。但最大调制速率受到硬件限制，硬件的响应时间是存在极限的，调制太快了硬件反应不过来，因此希望通过调制编码的方式来提升单次调制下传输的比特位数。 电场的波形可以由振幅和相位表示，即复振幅。反映在复平面上的分布图即为波形星座图。QAM的星座图如下 QAM是将信号加载到两个正交载波上实现的，通过对这两个载波调整并叠加，最终得到相位和幅度都调制过的信号。这两个载波一个称为I信号，一个称为Q信号，因此这种调制方式也称为IQ调制。 信号调制分类

TDECQ 检测技术 TDECQ检测技术用于评估PAM4光发射机通信质量，完整名称为“针对四相调制的发射机色散眼图闭合代价（Transmitter and Dispersion Eye Closure for PAM4(Quaternary)）”。 TDECQ的背景 从NRZ信号到PAM4信号的转变需要变革测试参数和测试方法。早期评估光发射机通信质量的测试规范为发射机色散代价（Transmitter and Dispersion Penalty， TDP），最早出现于2002年发布的IEEE802.3ae中针对10GBase-SR/LR/ER的发射机指标规范中。 信息的传输需要制定规范和协议。IEEE全称Institute of Electrical and Electronics Engineers，即电气与电子工程师协会，是规范制定者们的协会，但具体制定者所在的群体是协会中某个下属层级。协会中的层级首先是顶级IEEE——协会，二级是Society——学会，三级是Committee——委员会，四级是Work Group——工作组，五级是Task Group——任务组。 IEEE80 ...

SERDES 技术 SerDes技术是用于高速串行链路中的技术，是一种主流的时分多路复用（TDM）、点对点（P2P）串行通信技术。Ser代表串化器（Serializer），Des代表解串器（Deserializer），主要功能是将低速并行信号转化为高速低压拆分信号（LVDS）并通过串行里链路发送，同时能够接收串行输入LVDS信号并正确转化为低速并行信号，简单来讲就是并串与串并的转化。目前SERDES的应用，主要有Chip2Chip，Board2Board，Box2Box等形式，在大型数据中心，通信骨干网络，消费电子场景下有广泛应用。 SERDES 背景知识 差分传输技术LVDS： 区别于传统一根信号线一根地线的做法，差分传输在两根线上都传输信号，两个信号振幅相同，相位相反，两根线上的传输信号即为差分信号。信号接收端通过比较两个电压的差值来判断发送端发送信息的逻辑状态。LVDS是一种低摆幅的差分信号技术，高速且低功耗，抗干扰能力强，外界的共模噪声可以被完全抵消。 串/并口技术与芯片同步技术： 数据传输最开始是低速串行接口（Serial Interface）简称串口，为了提高数据 ...

信号完整性中的趋肤效应 电流在导线中并非均匀分布。电流分布受导线阻抗的影响，同时也会对导线的电感产生作用。 电流通过实心铜导线时产生外部和内部磁力线圈。这两种磁力线圈都会影响导体的自感，但外部磁力线不经过导线，不会随频率变化，内部磁力线穿过金属内部受金属影响。离中心越近磁力线圈越密集（分布可由毕奥-萨伐尔定律求解），自感越大，阻抗越大，导致导线内部电流分布不均匀，而会随电流信号频率变化。 任何频率的信号都是沿着最低阻抗路径传播的。随着信号频率升高，高电感区域阻抗更大，信号自动选择电感较低的路径。对于圆柱体导线，高频电流信号会趋于在外表面流动，这种现象就是电学中信号的趋肤效应。 趋肤深度是由信号频率、导体磁导率和电导率决定的，计算公式如下 d=1σπμ0μrf(1)d=\sqrt{\frac{1}{\sigma\pi\mu_0\mu_rf}}\tag{1} d=σπμ0​μr​f1​​(1) ddd为趋肤深度，单位m；σ\sigmaσ为金属电导率，单位S/m；μ0\mu_0μ0​为真空磁导率4π×1074\pi\times 10^74π×107 H/m；μ0\mu_0μ0​为 ...