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    [产品]波导光通信——《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: 2024-01-22
    前  言 .P\wE";  
    0  ;$[  
    随着时代的发展,人们对光网络带宽的需求越来越高,光通信网络也越来越复杂。各类光通信系统中,存在着许多的波导类元件,如分束器,耦合器,复用器,AWG等,这些元件在整个光通信系统中起着至关重要的作用。而此类光波导器件研发人员,可以使用OptiBPM来对相关的元器件进行模拟分析与设计,这可以大大降低时间成本和物料成本。 ^PIU A'  
    Ml1sE,BT  
    OptiBPM是基于光束传输算法(BPM-矢量BPM、半矢量BPM以及标量BPM)来模拟光通过任意波导介质(各向同性与各向异性)。并可使用合适的数值方法,如Crank-Nicholson方法和Scheme Parameter以及ADI,来进行计算,计算过程中可以使用合适的边界条件,如TBC和PML边界条件,以完成整个波导结构的仿真和分析,获得任意位置处的电磁场分布。 4y&%YLMpl  
    y^:!]-+  
    通过OptiBPM,科研人员可以同时观察近场分布(包含幅度、相位等),检测辐射以及方向场(Guided Field)。OptiBPM能够提升科研人员在波导器件设计的效率,减小风险并降低整体研发产品成本。 H: Rd4dl,  
    z{U2K '  
    本书详细描述了各类光波导模型的创建以及分析方法,旨在帮助OptiBPM软件初学者快速学会常用的软件功能。本书主要参考OptiWave公司发布的案例以及相关操作手册翻译整理而成。 '#REbY5ev  
    b: UTq 7^  
    本书第一章主要介绍了软件的安装方法以及软件的开发背景,第二~十三章,分别描述了如何创建以及分析常见的波导类器件,如MMI耦合器、MMI星形耦合器、3dB耦合器、电光调制器、Chip-to-Fiber对接耦合器、马赫泽德干涉仪等,并包含了创建各类波导的方法和分析方法,如参数扫描,脚本自定义等。第十四章主要描述了如何将OptiBPM设计的元器件,导入到OptiSystem(一款光通信系统模拟仿真软件)中做联合仿真,可以查看此元器件在光通信系统中的具体行为。 y@"6Dt|  
    FU9q|!2Y  
    《OptiBPM入门指南》,是由上海讯技光电工程师翻译整理而来,译者希望本书能够对OptiBPM的使用者有所帮助,通过学习后能够较好的掌握OptiBPM软件的基本使用方法。由于译者水平有限,书中错误纰漏之处在所难免,敬请同行读者批评和指正 W'w;cy:H  
    上海讯技光电科技有限公司
    2021年4月 bcFG$},k  
    wP.b2X_V  
    +CL`]'~;E-  
    目 录 -ju&"L B  
    1 入门指南 4 n}(/>?/  
    1.1 OptiBPM安装及说明 4 Q@gmtAp  
    1.2 OptiBPM简介 5 b6sj/V8  
    1.3 光波导介绍 8 R7u&`  
    1.4 快速入门 8 Mz,G;x}  
    2 创建一个简单的MMI耦合器 28 {\3ZmF  
    2.1 定义MMI耦合器材料 28 NO5\|.,Z  
    2.2 定义布局设置 29 F}p)Q$0  
    2.3 创建一个MMI耦合器 31 X}*\/(fzl  
    2.4 插入input plane 35 rw(EI,G  
    2.5 运行模拟 39 Fd!Np7xw  
    2.6 在OptiBPM_Analyzer中查看模拟结果 43 ]t$wK  
    3 创建一个单弯曲器件 44 zvjp]yTx"  
    3.1 定义一个单弯曲器件 44 jd]Om r!  
    3.2 定义布局设置 45 ?`ETlFtD4  
    3.3 创建一个弧形波导 46 m,YBk<Bx  
    3.4 插入入射面 49 BZHba8c(  
    3.5 选择输出数据文件 53 SB"Uu2)wZ  
    3.6 运行模拟 54 [XK^3pT_  
    3.7 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 57 f@Oi$9CZn  
    4 创建一个MMI星形耦合器 60 M&auA  
    4.1 定义MMI星形耦合器的材料 60 a`/\0~  
    4.2 定义布局设置 61 ;ED` 7  
    4.3 创建一个MMI星形耦合器 61 aY:u-1  
    4.4 插入输入面 62 pjG/`  
    4.5 运行模拟 63 9BW"^$  
    4.6 预览最大值 65 #6okd*^  
    4.7 绘制波导 69 Klr+\R@(n  
    4.8 指定输出波导的路径 69 E~]37!,\\9  
    4.9 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 71 !q]@/<=  
    4.10 添加输出波导并预览仿真结果 72 s}w?Dvo\  
    4.11 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 74 B Oc2<M/\  
    5 基于VB脚本进行波长扫描 75 pAdx 6  
    5.1 定义波导材料 75 OoIs'S-Z#  
    5.2 定义布局设置 76 N$&)gI:  
    5.3 创建波导 76 <D}yqq@|  
    5.4 修改输入平面 77 /7[U J'  
    5.5 指定波导的路径 78 P:8 qm DXo  
    5.6 运行模拟 79 rf\/Y"D  
    5.7 在OptiBPM_Simulator中预览模拟结果 81 *OM+d$l!  
    5.8 应用VB脚本进行模拟 82 1@}s:  
    5.9 在OptiBPM_Analyzer中查看模拟结果 84 8?l/x  
    6 应用VB脚本设计一个3dB的耦合器 88 @1c[<3xJ T  
    6.1 定义3dB耦合器所需的材料 88 V'iT>  
    6.2 定义布局结构 89 Y'&rSHI"  
    6.3 绘制并定位波导 91 yiO/0nMp  
    6.4 生成布局脚本 95 i:/Ws1=q  
    6.5 插入和编辑输入面 97 L9} %tEP  
    6.6 运行模拟 98 jA' 7@/F/  
    6.7 修改布局脚本 100 k=&UV!J  
    6.8 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 102 ,v@C=4'm  
    7 应用预定义扩散过程 104 SoJ=[5W  
    7.1 创建一个由钛在铌酸锂中扩散所形成的线性波导 104 gt \O  
    7.2 定义布局设置 106 e8,!x9%J  
    7.3 设计波导 107 8M6wc394  
    7.4 设置模拟参数 108 B;Dl2k^L  
    7.5 运行模拟 110 opIbs7k-  
    7.6 基于钛和镁在铌酸锂中的扩散,创建一个掩埋波导 111 Va-.  
    7.7 将模板以新的名称进行保存 111 /RBIZ_  
    7.8 添加一个新的轮廓 111 '7yVvd  
    7.9 创建上方的线性波导 112 &6O0h0Vy  
    8 各向异性BPM 115 8{B]_: -:  
    8.1 定义材料 116 /r?EY&9G  
    8.2 创建轮廓 117 kE[Hq-J=N  
    8.3 定义布局设置 118 XGcl9FaO}  
    8.4 创建线性波导 120 2qDyb]9  
    8.5 设置模拟参数 121 j 21>\K!p  
    8.6 预览介电常数分量 122 f7v|N)  
    8.7 创建输入面 123 @3_."-d  
    8.8 运行各向异性BPM模拟 124 !.c no&  
    9 创建一个chip-to-fiber对接耦合器 127 bFB.hkTP  
    9.1 定义chip-to-fiber对接耦合器的材料和波导 128 ojbms>a  
    9.2 定义布局设置 130 fl+dL#]  
    9.3 创建一个chip-to-fiber对接耦合器 130 V]W-**j<  
    9.4 编辑输入平面 132 a_(fqoW  
    9.5 设置模拟参数 134 @$R^-_m  
    9.6 运行模拟 135 PM8*/4Cu.5  
    10 电光调制器 138 'q7&MM'oS^  
    10.1 定义电解质材料 139 fD~f_Wr  
    10.2 定义电极材料 140 ,T0q.!d  
    10.3 定义轮廓 141 V7)<MY  
    10.4 绘制波导 144 RN ~pC  
    10.5 绘制电极 147 get$ r5  
    10.6 静电模拟 149 q{2 +Inf#:  
    10.7 电光模拟 151 f"aqg/l  
    11 折射率(RI)扫描 155 i/j eb*d0  
    11.1 定义材料和通道 155 H|s,;1#  
    11.2 定义布局设置 157 k{E!X  
    11.3 绘制线性波导 160 CH] +S>$  
    11.4 插入输入面 160 1JY3c M  
    11.5 创建脚本 161 ,niQs+'<  
    11.6 运行模拟 163 IP+.L]S  
    11.7 在OptiBPM_Analyzer中预览结果 163 u$ a7  
    12 应用用户自定义扩散轮廓 165 u69fYoB'  
    12.1 定义材料 165 Ak+MR EG  
    12.2 创建参考轮廓 166 IaYaIEL-  
    12.3 定义布局设置 166 {8w,{p`  
    12.4 用户自定义轮廓 167 a=AP*adx8  
    12.5 根据参考轮廓检测用户自定义轮廓 170 2<TpNGXM_  
    13 马赫-泽德干涉仪开关 172 Ct9dV7SH  
    13.1 定义材料 173 a n|bzG  
    13.2 创建钛扩散轮廓 173 I0v4TjHH  
    13.3 定义晶圆 174 g$^I/OK?  
    13.4 创建器件 175 bI+ TFOP  
    13.5 检查x-y切面的RI轮廓 177 p.x!dt\1kC  
    13.6 定义电极区域 178 +W^$my)<  
    [table=772][tr][td][table=712,#ffffff,,0][tr][td] I2e@_[ 1  
    13.7 定义输入平面和模拟参数 182 Y%#r&de  
    13.8 运行模拟 182 >/9on.  
    13.9 创建脚本 184 %]fi;Z  
    14 应用OptiBPM和OptiSystem进行光集成电路模拟-散射数据导出 186 -b'a-?  
    14.1 理论背景 186 ySNXjH Q=  
    14.2 波导Vertical Offset位置设置 189 BB3wG*q  
    14.3 生成脚本数据 190 C#:L.qK  
    14.4 导出散射数据 193 LNI]IITx/  
    14.5 创建臂 194 vl:V?-sY  
    14.6 在OptiSystem内加载*.s文件 197 ]=jpqxlx  
    14.7 加载两个臂的文件 200 ?f4jqF~Fh  
    14.8 在OptiSystem内完成布局 201 `Uy4>?  
    14.9 连接元件 202 u8Oo@xf0Fr  
    14.10 运行模拟 203 Nj$h/P  
    14.11 创建图以查看结果 204 y({EF~w  
    |5#iPw_wMY  
    ]有兴趣可以扫码加微联系 /..a9x{At>  
     
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