Silicon Photonics Design, Fabrication and Data Analysis¶

课程简介¶

• 机构： University of British Columbia
• 课程编号： Phot1x
• 方向： 光学、光电与光子学
• 评级： A
• 角色： 主线
• 难度： 提供方未标准化（请按先修判断）
• 最近复核： 2026-07-28

University of British Columbia 的《Silicon Photonics Design, Fabrication and Data Analysis》以 KLayout、SiEPIC、gdsfactory、远程制造和测量工具链形成罕见的硅光全流程；实践价值极高，但时点、许可与地区条件需复核。

为什么选择这门课

主线课程，核心内容可靠，适合按自身背景作为主课或高质量替代。

学习前准备

• 建议先完成方向基础：电磁场与波
• 建议先完成方向基础：半导体器件
• 建议先完成方向基础：物理基础

可验证的学习成果

• 解释光学、光电与光子学中的核心模型，并说明主要假设与适用边界
• 独立完成代表性推导与题目，并用量纲、极限情形或数值结果交叉检查
• 完成可复现实验或实现，保留原始数据、参数、版本和验证记录

工时与节奏

13 周，每周 11 小时。 这是维护者规划估计，依据课程角色与公开练习、实验密度生成，不是提供方工时承诺。先试学两周，分别记录授课、练习、实验和复盘时间；若实际偏差超过 25%，据实调整剩余计划。

安全等级

仅仿真。 默认实践范围仅限软件、计算或仿真；不得因资源清单中的“实验”标签自行连接实体设备，任何硬件扩展都必须重新核对提供方范围并进行风险评估。

课程资源¶

软件、硬件与成本

软件

• 维护者建议的开源/免费验证路径：MEEP、MPB、Python 3、Jupyter 与 ParaView
• 资源清单包含公开代码覆盖；复现时固定解释器、依赖、工具链、数据集和 PDK（如适用）版本

硬件

• 资源清单包含实验覆盖；本课程的维护者路径明确将其限定为计算或仿真实验。只假设一台能运行上述软件并保存结果的通用计算机；不采购或连接合规光学实验室中的课程指定光源、光学件、探测器、遮光与激光安全防护

成本说明

当前维护者路径只使用计算与仿真，不设专用硬件采购；建议软件优先采用开源/免费工具。这不是提供方要求，平台访问、商业软件或云算力费用仍随提供方、地区与方案而变。

公开资源完整度

资源与访问条件

“官方页已列出”表示核验日从成功访问的官方来源页发现该链接，不保证目标文件在所有地区或账号状态下都能直接打开。访问不代表获得再分发权；下载、改编或公开发布前，应重新核对提供方页面、目标链接及其中第三方材料的许可。

实践与验收¶

实践闭环

《Silicon Photonics Design, Fabrication and Data Analysis · University of British Columbia Phot1x》光波导/成像系统参数扫描

这是维护者为《Silicon Photonics Design, Fabrication and Data Analysis · University of British Columbia Phot1x》建议的自学项目，不是课程官方作业。围绕光学、光电与光子学构建波导、谐振器或成像系统仿真，用解析极限、网格收敛和制造容差验证模式、损耗或成像质量。

来源： 维护者建议项目

交付物

• 波长、材料、几何、偏振、边界和目标指标规格
• 可执行光学/电磁模型、参数扫描与后处理源文件
• 原始场、模式/点扩散函数、透射/损耗和容差数据
• 一份报告，比较解析/数值结果并解释截止、色散或像差失败

验收

• 简单基线的有效折射率、焦距或衍射尺度与解析值相差不超过 3%
• 覆盖截止附近、频带边缘、材料极值和偏振切换边界
• 网格加密或第二种传播算法后关键指标变化低于 3%
• 注入 ±5% 几何偏差，报告模式丢失、谐振漂移或成像退化

复现要求

• 提交几何、材料、求解、扫描和绘图源文件
• 固定求解器、波长网格、材料数据版本和收敛参数
• 保存原始场/图像、求解日志、材料来源与自动报告

安全边界： 仅仿真 — 仅做光学/光子仿真；不得使用激光器、强光源、高压驱动、光纤裸端或未经监督的光学实验。

风险、缺口与边界

KLayout、SiEPIC、gdsfactory、远程制造与测量构成罕见的完整闭环，但必须重新核对流片日期、工具许可、地区访问条件以及芯片不会邮寄这一事实。

完成证据

• 按周学习日志：投入时间、问题、错误订正、决策、下一步，并链接本周可复现产物
• 理论推导档案：逐项列出假设、符号、推导、单位与边界条件，并用至少一种独立方法复核
• 仿真包：模型或网表、输入、求解器与版本、参数扫描脚本、基准对照、预期结果及一条重新运行命令
• 代码仓库：固定依赖和工具链、最小运行命令、测试或波形/基准、预期输出与许可说明