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    [产品]光波导——《OptiBPM入门教程》 [复制链接]

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    只看楼主 倒序阅读 楼主  发表于: 2022-12-26
    前  言 [)TRTxFb  
    r% +V8o  
    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。 <q@a~'Ai?!  
    w Y_)y  
    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。 ^t#&@-'(d  
    ;4pYK@9w_  
    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。 c(~[$)i6  
    lx7Q.su'  
    本书详细描述了各类光波导模型的创建以及分析方法,旨在帮助OptiBPM软件初学者快速学会常用的软件功能。本书主要参考OptiWave公司发布的案例以及相关操作手册翻译整理而成。 Kh_Lp$'0uM  
    uwy:t!(j  
    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。 5f 5f0|ok  
    w {3<{  
    《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 (:> ,u*x%  
    W}mn}gTQ  
    上海讯技光电科技有限公司
    W@I|Q -  
    k5kxQhPf  
    目 录
    +O?KNZ  
    1 入门指南 4 ]&Rx@&e*  
    1.1 OptiBPM安装及说明 4 OL^l 3F  
    1.2 OptiBPM简介 5 0a XPPnuX  
    1.3 光波导介绍 8 _y} T/I9  
    1.4 快速入门 8 LHo3 Niy.  
    2 创建一个简单的MMI耦合器 28 ", KCCis  
    2.1 定义MMI耦合器材料 28 9eQxit7  
    2.2 定义布局设置 29 ~ r4 38&  
    2.3 创建一个MMI耦合器 31 .0`m\~L  
    2.4 插入input plane 35 (bH`x]h#  
    2.5 运行模拟 39 MjC_ (cs  
    2.6 在OptiBPM_Analyzer中查看模拟结果 43 y1+*6|  
    3 创建一个单弯曲器件 44 >E{";C)  
    3.1 定义一个单弯曲器件 44  abfW[J  
    3.2 定义布局设置 45 IHv[v*4:  
    3.3 创建一个弧形波导 46 7E79-r&n  
    3.4 插入入射面 49 GE%Z9#E  
    3.5 选择输出数据文件 53 S(*sw 0O@+  
    3.6 运行模拟 54 =V-|#j  
    3.7 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 57 ^Dn D>h@q  
    4 创建一个MMI星形耦合器 60 U!*M*s  
    4.1 定义MMI星形耦合器的材料 60 ^<a t'jk6  
    4.2 定义布局设置 61 IS&ZqE(`e  
    4.3 创建一个MMI星形耦合器 61 FWG6uKv  
    4.4 插入输入面 62 ~lsl@  
    4.5 运行模拟 63 UMm!B`M  
    4.6 预览最大值 65 (jRm[7H  
    4.7 绘制波导 69 ]rH\`0  
    4.8 指定输出波导的路径 69 Gsq00j &<Z  
    4.9 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 71 '6cWS'9"  
    4.10 添加输出波导并预览仿真结果 72 L"1}V  
    4.11 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 74 wc}5m Hs  
    5 基于VB脚本进行波长扫描 75 Ki$MpA3j   
    5.1 定义波导材料 75 TE7nJ gm  
    5.2 定义布局设置 76 # Oc] @  
    5.3 创建波导 76 yDegcAn?  
    5.4 修改输入平面 77 AicBSqUke  
    5.5 指定波导的路径 78 1Vrh4g.l  
    5.6 运行模拟 79 $Y/9SV,  
    5.7 在OptiBPM_Simulator中预览模拟结果 81 1VG4S){}\9  
    5.8 应用VB脚本进行模拟 82 xqG[~)~  
    5.9 在OptiBPM_Analyzer中查看模拟结果 84 [ 0KlC1=  
    6 应用VB脚本设计一个3dB的耦合器 88 2a`o &S  
    6.1 定义3dB耦合器所需的材料 88 WrxP  
    6.2 定义布局结构 89 [6%VRqY  
    6.3 绘制并定位波导 91 gM u"2I5  
    6.4 生成布局脚本 95 [S9K6%w_!  
    6.5 插入和编辑输入面 97 4~Vx3gEV:  
    6.6 运行模拟 98 t\k$};qJ  
    6.7 修改布局脚本 100 t4zkt!`B  
    6.8 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 102 C'.L20qW  
    7 应用预定义扩散过程 104 _/-jX  
    7.1 创建一个由钛在铌酸锂中扩散所形成的线性波导 104 6;\I))"[  
    7.2 定义布局设置 106 {GK;63`1  
    7.3 设计波导 107 M3c$=>  
    7.4 设置模拟参数 108 Q  Nh|Wz  
    7.5 运行模拟 110 p.v0D:@&  
    7.6 基于钛和镁在铌酸锂中的扩散,创建一个掩埋波导 111 `>f6) C-  
    7.7 将模板以新的名称进行保存 111 e,vvzs o  
    7.8 添加一个新的轮廓 111 K/j3a[.  
    7.9 创建上方的线性波导 112 .oYl-.E>&  
    8 各向异性BPM 115 ?(D q?-.  
    8.1 定义材料 116 -:Da&V  
    8.2 创建轮廓 117 Rg\z<wPBG  
    8.3 定义布局设置 118 eg\v0Y!rI  
    8.4 创建线性波导 120 Ce9|=Jx!  
    8.5 设置模拟参数 121 &:9c AIe]H  
    8.6 预览介电常数分量 122 ;c-(ObSm  
    8.7 创建输入面 123 p*4':TFuD;  
    8.8 运行各向异性BPM模拟 124 9kN}c<o  
    9 创建一个chip-to-fiber对接耦合器 127 GP!?^r:en  
    9.1 定义chip-to-fiber对接耦合器的材料和波导 128 {5U{8b]k  
    9.2 定义布局设置 130 GK )?YM  
    9.3 创建一个chip-to-fiber对接耦合器 130 ZRh~`yy  
    9.4 编辑输入平面 132  Ch&a/S}  
    9.5 设置模拟参数 134 9YIM'q>`v  
    9.6 运行模拟 135 ;4R$g5-4X  
    10 电光调制器 138 l&OKBUG  
    10.1 定义电解质材料 139 tZ: _ag)o  
    10.2 定义电极材料 140 u]<,,  
    10.3 定义轮廓 141 w28o}$b`  
    10.4 绘制波导 144 z1PBMSG  
    10.5 绘制电极 147 bf ]f=;.+  
    10.6 静电模拟 149 2,$8icM  
    10.7 电光模拟 151 gPNZF\ r  
    11 折射率(RI)扫描 155 jaTh^L  
    11.1 定义材料和通道 155 r?+%?$  
    11.2 定义布局设置 157 <k eVrCR  
    11.3 绘制线性波导 160 :~b3^xhc^  
    11.4 插入输入面 160 #C~+JL  
    11.5 创建脚本 161 GY6`JWk  
    11.6 运行模拟 163 Uol|9F  
    11.7 在OptiBPM_Analyzer中预览结果 163 [-65PC4aN  
    12 应用用户自定义扩散轮廓 165 W98i[Q9A7  
    12.1 定义材料 165 <r .)hT"0  
    12.2 创建参考轮廓 166 tX9{hC^  
    12.3 定义布局设置 166 {@H6HqD  
    12.4 用户自定义轮廓 167 1tEgl\u\  
    12.5 根据参考轮廓检测用户自定义轮廓 170 Fsmycr!R  
    13 马赫-泽德干涉仪开关 172 [pC$+NX  
    13.1 定义材料 173 63q^ $I  
    13.2 创建钛扩散轮廓 173 q}`${3qQ3  
    13.3 定义晶圆 174 5A)2} D]  
    13.4 创建器件 175 $? m9")  
    13.5 检查x-y切面的RI轮廓 177 -V-RP;">  
    13.6 定义电极区域 178 PlU*X8  
    <{dVKf,e  
    13.7 定义输入平面和模拟参数 182 ,~aQL  
    13.8 运行模拟 182 L"E7#}  
    13.9 创建脚本 184 Sz%t JD..  
    14 应用OptiBPM和OptiSystem进行光集成电路模拟-散射数据导出 186 bZnuNYty75  
    14.1 理论背景 186 2KB\1&N  
    14.2 波导Vertical Offset位置设置 189 d?s<2RkPT  
    14.3 生成脚本数据 190 dbwe?ksh  
    14.4 导出散射数据 193 #X%~B'  
    14.5 创建臂 194 bx#>BK!  
    14.6 在OptiSystem内加载*.s文件 197 ?x$"+,  
    14.7 加载两个臂的文件 200 eV 2W{vuI  
    14.8 在OptiSystem内完成布局 201 #ZJ _T`l  
    14.9 连接元件 202 T}Km?d  
    14.10 运行模拟 203 R?GDJ3  
    14.11 创建图以查看结果 204
    m;H.#^b*  
     
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