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    [技术]《OptiBPM入门教程》 [复制链接]

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    光币
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    光券
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    只看楼主 倒序阅读 楼主  发表于: 2022-11-28
    随着时代的发展,人们对光网络带宽的需求越来越高,光通信网络也越来越复杂。各类光通信系统中,存在着许多的波导类元件,如分束器,耦合器,复用器,AWG等,这些元件在整个光通信系统中起着至关重要的作用。而此类光波导器件研发人员,可以使用OptiBPM来对相关的元器件进行模拟分析与设计,这可以大大降低时间成本和物料成本。 ^a5~FI:  
    I}0 -  
    OptiBPM是基于光束传输算法(BPM-矢量BPM、半矢量BPM以及标量BPM)来模拟光通过任意波导介质(各向同性与各向异性)。并可使用合适的数值方法,如Crank-Nicholson方法和Scheme Parameter以及ADI,来进行计算,计算过程中可以使用合适的边界条件,如TBC和PML边界条件,以完成整个波导结构的仿真和分析,获得任意位置处的电磁场分布。 ,^66`C[G  
    (xJBN?NRO  
    通过OptiBPM,科研人员可以同时观察近场分布(包含幅度、相位等),检测辐射以及方向场(Guided Field)。OptiBPM能够提升科研人员在波导器件设计的效率,减小风险并降低整体研发产品成本。 oqo8{hrdHk  
    yXl.Gq>]{  
    本书详细描述了各类光波导模型的创建以及分析方法,旨在帮助OptiBPM软件初学者快速学会常用的软件功能。本书主要参考OptiWave公司发布的案例以及相关操作手册翻译整理而成。 8-6{MJ?F  
    /!8:/7r+W  
    本书第一章主要介绍了软件的安装方法以及软件的开发背景,第二~十三章,分别描述了如何创建以及分析常见的波导类器件,如MMI耦合器、MMI星形耦合器、3dB耦合器、电光调制器、Chip-to-Fiber对接耦合器、马赫泽德干涉仪等,并包含了创建各类波导的方法和分析方法,如参数扫描,脚本自定义等。第十四章主要描述了如何将OptiBPM设计的元器件,导入到OptiSystem(一款光通信系统模拟仿真软件)中做联合仿真,可以查看此元器件在光通信系统中的具体行为。 evk <<zi  
    .shI% 'V  
    《OptiBPM入门指南》,是由上海讯技光电工程师翻译整理而来,译者希望本书能够对OptiBPM的使用者有所帮助,通过学习后能够较好的掌握OptiBPM软件的基本使用方法。由于译者水平有限,书中错误纰漏之处在所难免,敬请同行读者批评和指正 2p.+C35c=j  
    ",GC\#^v  
    上海讯技光电科技有限公司
    2021年4月 ]@]"bF!Dn  
    @,$HqJ  
    目 录
    H t$%)j9  
    1 入门指南 4 . k DCcnm  
    1.1 OptiBPM安装及说明 4 X KeK;+  
    1.2 OptiBPM简介 5 gz:c_HJ  
    1.3 光波导介绍 8 )p](*Z^  
    1.4 快速入门 8  0d)n} fm  
    2 创建一个简单的MMI耦合器 28 Y mSaIf  
    2.1 定义MMI耦合器材料 28 iU|C<A%Hh  
    2.2 定义布局设置 29 ~%q e,  
    2.3 创建一个MMI耦合器 31 u-cC}DP  
    2.4 插入input plane 35 kQcQi}e  
    2.5 运行模拟 39 2a}_|#*  
    2.6 在OptiBPM_Analyzer中查看模拟结果 43 cl8Mv  
    3 创建一个单弯曲器件 44 lsxii-#O  
    3.1 定义一个单弯曲器件 44 IiU|@f~k  
    3.2 定义布局设置 45 z$,hdZ]  
    3.3 创建一个弧形波导 46 SK2pOZN  
    3.4 插入入射面 49 p{u}t!`!d  
    3.5 选择输出数据文件 53 7P(:!ce4-  
    3.6 运行模拟 54 PkO(Y!  
    3.7 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 57  KX@Fgs  
    4 创建一个MMI星形耦合器 60 '7%9Sqx  
    4.1 定义MMI星形耦合器的材料 60 <m\TZQBD  
    4.2 定义布局设置 61 &$ 9bC 't6  
    4.3 创建一个MMI星形耦合器 61 s @9#hjv2  
    4.4 插入输入面 62 8 F 1ga15  
    4.5 运行模拟 63 V6o,}o&-  
    4.6 预览最大值 65 {<Zqw]  
    4.7 绘制波导 69 |1$X`|S  
    4.8 指定输出波导的路径 69 d@~)Wlje  
    4.9 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 71 z#ET-[ I  
    4.10 添加输出波导并预览仿真结果 72 eLWzd_ln  
    4.11 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 74 R``qQ;cc  
    5 基于VB脚本进行波长扫描 75 ttOsL')|  
    5.1 定义波导材料 75 Z r*ytbt  
    5.2 定义布局设置 76 .4-S|]/d,  
    5.3 创建波导 76 oWT0WS  
    5.4 修改输入平面 77 Z%{2/mQ  
    5.5 指定波导的路径 78 =!2   
    5.6 运行模拟 79 |hAGgo/03  
    5.7 在OptiBPM_Simulator中预览模拟结果 81 Y"U&3e,  
    5.8 应用VB脚本进行模拟 82 uDUSR+E>  
    5.9 在OptiBPM_Analyzer中查看模拟结果 84 "^7Uk#! 7  
    6 应用VB脚本设计一个3dB的耦合器 88 8;@eY`0(  
    6.1 定义3dB耦合器所需的材料 88 C8-q<t#SF  
    6.2 定义布局结构 89 0J B"@U&-  
    6.3 绘制并定位波导 91 (["u"m%  
    6.4 生成布局脚本 95 _;+&'=6.[  
    6.5 插入和编辑输入面 97 :2+:(^l  
    6.6 运行模拟 98 3H2'HO  
    6.7 修改布局脚本 100 l,3tU|V  
    6.8 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 102 23m+"4t  
    7 应用预定义扩散过程 104 iWEYSi\)n  
    7.1 创建一个由钛在铌酸锂中扩散所形成的线性波导 104 UHwrssX&3  
    7.2 定义布局设置 106 SX.v5plhc  
    7.3 设计波导 107 Ib C)F> Dq  
    7.4 设置模拟参数 108 ]y/:#^M+  
    7.5 运行模拟 110 /fEXAk  
    7.6 基于钛和镁在铌酸锂中的扩散,创建一个掩埋波导 111 xae7#d0  
    7.7 将模板以新的名称进行保存 111 -u(#V#}OV?  
    7.8 添加一个新的轮廓 111 [DviN  
    7.9 创建上方的线性波导 112 }#@LZ)]hK  
    8 各向异性BPM 115 hvwr!(|W  
    8.1 定义材料 116 iQQJ`  
    8.2 创建轮廓 117 scmb DaOn  
    8.3 定义布局设置 118 j  jQ=  
    8.4 创建线性波导 120 (G Y`O  
    8.5 设置模拟参数 121 v,! u{QP  
    8.6 预览介电常数分量 122 )ALcmC?!#  
    8.7 创建输入面 123 92R{V%)G  
    8.8 运行各向异性BPM模拟 124  lwlR"Z  
    9 创建一个chip-to-fiber对接耦合器 127 F$v G=3  
    9.1 定义chip-to-fiber对接耦合器的材料和波导 128 7Udr~ 0_)  
    9.2 定义布局设置 130 >ZT3gp?E  
    9.3 创建一个chip-to-fiber对接耦合器 130 TOs|f8ay  
    9.4 编辑输入平面 132 ~EymD *  
    9.5 设置模拟参数 134 Cq=c'(cX  
    9.6 运行模拟 135 #=2~MXa@z7  
    10 电光调制器 138 d4U_Wu&  
    10.1 定义电解质材料 139 4?cg6WJ'6  
    10.2 定义电极材料 140 p}\!"&,^m  
    10.3 定义轮廓 141 (<t)5?@%  
    10.4 绘制波导 144 <cS1}"  
    10.5 绘制电极 147 ,k4 (b  
    10.6 静电模拟 149 te_D  ,  
    10.7 电光模拟 151 ]`x~v4JU  
    11 折射率(RI)扫描 155 ]dH; +3 }  
    11.1 定义材料和通道 155 ?:,j9:m?  
    11.2 定义布局设置 157  zcc]5>  
    11.3 绘制线性波导 160 wiZK-#\x  
    11.4 插入输入面 160 :v+ 39  
    11.5 创建脚本 161 g~]FI  
    11.6 运行模拟 163 {|50&]m  
    11.7 在OptiBPM_Analyzer中预览结果 163 !^%b|=[  
    12 应用用户自定义扩散轮廓 165 :'03*A_[  
    12.1 定义材料 165 k&*=:y}  
    12.2 创建参考轮廓 166 MZ.Jkf(  
    12.3 定义布局设置 166 N 6eY-`4y  
    12.4 用户自定义轮廓 167 dCBJV  
    12.5 根据参考轮廓检测用户自定义轮廓 170 S&yCclM  
    13 马赫-泽德干涉仪开关 172 5,A/6b  
    13.1 定义材料 173 :?zOLw?(  
    13.2 创建钛扩散轮廓 173 nX~sVG{Q  
    13.3 定义晶圆 174 BX?Si1c  
    13.4 创建器件 175 gC?k6)p$N  
    13.5 检查x-y切面的RI轮廓 177 D n^RZLRhy  
    13.6 定义电极区域 178 MCvjdc3:  
    KQh'5o&  
    13.7 定义输入平面和模拟参数 182 #u>JCPz  
    13.8 运行模拟 182 6<2 7}S  
    13.9 创建脚本 184 %*,'&S  
    14 应用OptiBPM和OptiSystem进行光集成电路模拟-散射数据导出 186 Ma$b(4dB  
    14.1 理论背景 186 F"_SCA?9?  
    14.2 波导Vertical Offset位置设置 189 ~FJd{$2x`  
    14.3 生成脚本数据 190 (RQ kwu/  
    14.4 导出散射数据 193 Vki3D'.7N  
    14.5 创建臂 194 Gg_i:4F  
    14.6 在OptiSystem内加载*.s文件 197 nI-\HAX  
    14.7 加载两个臂的文件 200 v vFX\j3  
    14.8 在OptiSystem内完成布局 201 =2< >dM#`  
    14.9 连接元件 202 6HyQm?c>a  
    14.10 运行模拟 203 3S Dw-k  
    14.11 创建图以查看结果 204 ibh!8"[  
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    3 *ZE``  
     
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