引言：了解设计目标

pSim Plus为实现复杂的光电子集成链路设计提供了易于实现的平台。本案例涉及一个可编程光子三角链路的设计与自动化配置，链路由多个可编程单元构成。每个单元可以通过电控切换三种工作状态：直通状态、交叉状态和部分耦合状态。通过控制各单元的状态，能够实现对整个链路光输出的精准控制。

本案例主要展示如何利用 pSim Plus 结合 Python 脚本对链路进行搭建、参数化、目标函数定义和自动优化。

可编程光子三角链路的工作原理基于三角形拓扑结构设计，由可调耦合器和相移器组成多个光学单元。每个单元可在直通、交叉和部分耦合三种状态间切换，通过电信号控制耦合比例并用相移器调整光程差。这种结构的可重构性使其能实现光开关、分配器等复杂的光信号处理功能。

初始化链路参数及环境

第一步涉及在pSim Plus中初始化链路参数及环境：

1.定义仿真背景参数

2.定义链路结构实体化参数

3.调用软件内置函数创建仿真环境

4.定义优化相关参数

图1

创建链路结构

在完成链路参数及环境的初始化后，创建主体链路：

1.创建光网络分析仪

2.创建耦合结构与相移器

3.利用setattr和getattr函数创建可重复延伸器件

4.对上述器件设置位置

5.对上述器件参数进行初始化

图2

添加光路连接

生成主体链路器件后，对各器件的接口连接：

1.连接光网络分析仪输出接口作为输入光

2.连接各耦合器件

3.连接各相移器

4.经链路输出光连接至光网络分析仪输入端口

图3：连接后的整体链路，包括耦合及相移器件。

调用PIVOT实现可视化优化算法配置

读取数据，调用算法进行目标函数优化：

1.读取光网络分析仪得到数据

2.根据出光需求创建目标函数

3.调用PIVOT

4.利用算法使目标函数最小化

图4

生成带有最优结果的链路供用户进一步操作

优化完成后，生成带有最优参数的链路

图5

结论

本文展示了使用 pSim Plus 实现可编程光子三角链路的自动化配置的系统方法。通过实现这些步骤并充分利用 pSim Plus 内置器件及功能，设计者可以高效地设计目标链路。

这种实现方法展示了 pSim Plus 在处理复杂链路设计的能力。软件的Python环境不仅可以让我们调用不同的算法对目标进行优化，而且可以使用很多工具使链路设计实现一体化。本案例使用的 pSim Plus 版本为1.1.1。