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    [产品]光波导、耦合《OptiBPM入门教程》 [复制链接]

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    只看楼主 正序阅读 楼主  发表于: 2024-03-21
    前  言 ;k#_/c  
    '\8YH+%It  
    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。 ]O:8o<0  
    DIQ30(MS  
    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。 Z.@n7G  
    mMZ{W+"[f  
    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。 Hn)? xw]x  
    db1ZNw  
    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。 [T7&)p  
    +0ukLc@  
    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。 }\8-&VoY#X  
    Wll0mtv  
    《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 [olSgq!3  
    {N{eOa<HA  
    上海讯技光电科技有限公司
    `&fW<5-  
    3 I%N4K4  
    目 录
    2&:z[d}~H  
    1 入门指南 4 ?F[_5ls|]  
    1.1 OptiBPM安装及说明 4 lW#2ox  
    1.2 OptiBPM简介 5 ceks~[rP  
    1.3 光波导介绍 8 ~1*37w~  
    1.4 快速入门 8 RE4#a 2  
    2 创建一个简单的MMI耦合器 28 .bp#YU,m  
    2.1 定义MMI耦合器材料 28 JiXE{(  
    2.2 定义布局设置 29 H*<E5^#dw  
    2.3 创建一个MMI耦合器 31 ERK{smL  
    2.4 插入input plane 35 $RI$VyAjD  
    2.5 运行模拟 39 _8 K|2$X  
    2.6 在OptiBPM_Analyzer中查看模拟结果 43 vYXhWqL~  
    3 创建一个单弯曲器件 44 9 $X" D  
    3.1 定义一个单弯曲器件 44 Z7y%  
    3.2 定义布局设置 45 Kg<~Uf=1  
    3.3 创建一个弧形波导 46 u|$HA>F[  
    3.4 插入入射面 49  Lhg  
    3.5 选择输出数据文件 53 8o,0='U  
    3.6 运行模拟 54 Ex_dqko  
    3.7 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 57 FG71<}C[K  
    4 创建一个MMI星形耦合器 60 8kU(>' ^_:  
    4.1 定义MMI星形耦合器的材料 60 'Tqusr>lPY  
    4.2 定义布局设置 61 `]GL3cIh:  
    4.3 创建一个MMI星形耦合器 61 };9/J3]m  
    4.4 插入输入面 62 8_`C&vx  
    4.5 运行模拟 63 "X?Zw$gRud  
    4.6 预览最大值 65 e"sv_$*  
    4.7 绘制波导 69 vOKNBR2  
    4.8 指定输出波导的路径 69 (?,jnnub  
    4.9 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 71 H[pvC=O=  
    4.10 添加输出波导并预览仿真结果 72 U_aI!`WXd  
    4.11 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 74 $1s>efP-  
    5 基于VB脚本进行波长扫描 75 ^zqQ8{oV  
    5.1 定义波导材料 75 UHfE.mTjM  
    5.2 定义布局设置 76 `]19}GK~xo  
    5.3 创建波导 76 "#8^":,4  
    5.4 修改输入平面 77 8?<J,zu@AV  
    5.5 指定波导的路径 78 ]1GyEr:  
    5.6 运行模拟 79 XD!}uDZ^  
    5.7 在OptiBPM_Simulator中预览模拟结果 81 rWO#h{  
    5.8 应用VB脚本进行模拟 82 >N`, 3;Z  
    5.9 在OptiBPM_Analyzer中查看模拟结果 84 FoYs<aER  
    6 应用VB脚本设计一个3dB的耦合器 88 $'!n4}$}  
    6.1 定义3dB耦合器所需的材料 88 ~tW<]l7  
    6.2 定义布局结构 89 9"B;o  
    6.3 绘制并定位波导 91 I-J%yutB  
    6.4 生成布局脚本 95 &DtI+ )[|  
    6.5 插入和编辑输入面 97 _E-{*,7bZS  
    6.6 运行模拟 98 gLo&~|=L-  
    6.7 修改布局脚本 100 }7fzEo`g  
    6.8 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 102 r}|)oG,=  
    7 应用预定义扩散过程 104 W S9:*YH  
    7.1 创建一个由钛在铌酸锂中扩散所形成的线性波导 104 Q>w)b]d~c  
    7.2 定义布局设置 106 p ~+sk1[.  
    7.3 设计波导 107 Ft:_6T%  
    7.4 设置模拟参数 108 dKchQsgCg  
    7.5 运行模拟 110 trLxg H_Y  
    7.6 基于钛和镁在铌酸锂中的扩散,创建一个掩埋波导 111 #t# S(A9)  
    7.7 将模板以新的名称进行保存 111 drwxrZt   
    7.8 添加一个新的轮廓 111 -biw{  
    7.9 创建上方的线性波导 112  _ qQ  
    8 各向异性BPM 115 8) `  
    8.1 定义材料 116 {JKG-0)z?  
    8.2 创建轮廓 117 <X1[j9Qtv0  
    8.3 定义布局设置 118 \ sz](X  
    8.4 创建线性波导 120 I;$tBgOWq  
    8.5 设置模拟参数 121 !HXsxNe  
    8.6 预览介电常数分量 122 !([v=O#  
    8.7 创建输入面 123 QqeF   
    8.8 运行各向异性BPM模拟 124 )J[Ady^5  
    9 创建一个chip-to-fiber对接耦合器 127 K_N`My  
    9.1 定义chip-to-fiber对接耦合器的材料和波导 128 OWYY2&.h  
    9.2 定义布局设置 130 b4ke'gx  
    9.3 创建一个chip-to-fiber对接耦合器 130 ecp0 hG`%  
    9.4 编辑输入平面 132 J04R,B  
    9.5 设置模拟参数 134 geqx":gpx9  
    9.6 运行模拟 135 $'a]lR  
    10 电光调制器 138 %uP/v\l  
    10.1 定义电解质材料 139 `\BBdQ#bH  
    10.2 定义电极材料 140 ~ :B/`1[m  
    10.3 定义轮廓 141 ')fIa2dO/  
    10.4 绘制波导 144 /cZcfCW  
    10.5 绘制电极 147 aJ]t1  
    10.6 静电模拟 149 ,zBc-Cm  
    10.7 电光模拟 151 y dzvjp=  
    11 折射率(RI)扫描 155 p1ER<_fp  
    11.1 定义材料和通道 155 itO1ROmu  
    11.2 定义布局设置 157 VOmS>'$  
    11.3 绘制线性波导 160 KZ [:o,jp>  
    11.4 插入输入面 160 H[r64~Sth  
    11.5 创建脚本 161 4)N~*+~\h  
    11.6 运行模拟 163 xtXK3[s  
    11.7 在OptiBPM_Analyzer中预览结果 163 z7*mT}Q  
    12 应用用户自定义扩散轮廓 165 D6FG$SV  
    12.1 定义材料 165 6SSrkj}U  
    12.2 创建参考轮廓 166 t 9.iWIr  
    12.3 定义布局设置 166 @oMl^UYM=  
    12.4 用户自定义轮廓 167 (L<G=XC  
    12.5 根据参考轮廓检测用户自定义轮廓 170 C[JPohm  
    13 马赫-泽德干涉仪开关 172 @d[)i,d:G  
    13.1 定义材料 173 @y# u!}  
    13.2 创建钛扩散轮廓 173 \'nE{  
    13.3 定义晶圆 174 ~^eC?F(  
    13.4 创建器件 175 IS!]!s'EI  
    13.5 检查x-y切面的RI轮廓 177 bgmOX&`G  
    13.6 定义电极区域 178 n]wZ7z  
    "&kXAwe  
    13.7 定义输入平面和模拟参数 182 As#/ln$nE  
    13.8 运行模拟 182 8GT{vW9  
    13.9 创建脚本 184 (Z>vbi%  
    14 应用OptiBPM和OptiSystem进行光集成电路模拟-散射数据导出 186 Sj4@pMh4  
    14.1 理论背景 186 & =vi]z:[  
    14.2 波导Vertical Offset位置设置 189 gf|&u4D  
    14.3 生成脚本数据 190 ,<CzS,(  
    14.4 导出散射数据 193 N8]d0  
    14.5 创建臂 194 p:|p?  
    14.6 在OptiSystem内加载*.s文件 197 <ZeZq  
    14.7 加载两个臂的文件 200 oVnHbvP1X  
    14.8 在OptiSystem内完成布局 201 !2]G.|5/A  
    14.9 连接元件 202 9'\*Ip^  
    14.10 运行模拟 203 )XD$YI  
    14.11 创建图以查看结果 204 uacVF[9|W  
    x$V[xX  
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