傳統上，使用電子設計自動化 （EDA） 工具的光纖系統的芯片設計人員經常需要一種方法在與電子設備相同的設計環境中對光子組件進行建模。示例包括使用電驅動器電路對激光器或調制器進行建模，或使用光電探測器對跨阻放大器（TIA）和接收器電子器件進行建模。這些設計主要側重于優化電子產品。由于電子元件數量通常比光子元件數量高幾個數量級，因此使用SPICE或Verilog-A通過電等效電路表示對一些光子元件進行建模通常就足夠了。毫不奇怪，當光子集成電路（PIC）獲得動力時，早期的電光協同設計方法仍在繼續。然而，需要問的問題是：這是在PIC中模擬光子學的正確方法嗎？

光信號與電信號

如圖1所示，電信號和光信號之間存在根本差異。電信號描述RF域中的電流和電壓，是實值基帶信號。基帶信號在直流附近具有非零頻譜內容，并且是低通信號。

另一方面，光信號是具有復值包絡的分析窄帶信號;即，具有實部和虛部的復數，描述光載波的幅度和相位調制。在電信號中表示光子信號的所有屬性需要訴諸不自然、低效且可能不準確的模型。

圖 1：光信號、光子模型和光子分析基本上來自電路仿真

PIC中的光子元件

與電氣元件不同，PIC中光子元件的行為通常與偏振和波長有關。性能估計值與電路中光反射和諧振的存在、光串擾（通道間和通道內串擾、偏振串擾）、光相位和強度噪聲、色散（色度和偏振）以及光子器件的非線性物理場密切相關。

審核編輯：郭婷