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    [技术]《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: 06-17
    前  言 l\I#^N  
    <Wn={1Ts"  
    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。 FctqE/>}I  
    S!j=hj@qW  
    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。 wC+_S*M-K  
    cah1'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。 g"Mqh!{ FI  
    ;P3sDN  
    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。 ^I*</w8  
    F[BJhN*]a  
    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。 3(0k!o0 "  
    [p^N].K$  
    《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 iZ}  w>1  
    上海讯技光电科技有限公司
    2021年4月 D~E1hr&Vd>  
    #  -e  
    ;[V_w/-u  
    目 录 j6]+ fo&3  
    1 入门指南 4 (Z;;v|F.i=  
    1.1 OptiBPM安装及说明 4 jT}3Zn  
    1.2 OptiBPM简介 5 T[]2]K[&B  
    1.3 光波导介绍 8 ,K'>s<}  
    1.4 快速入门 8 N3nFE:`u]  
    2 创建一个简单的MMI耦合器 28 4wk-f7I(  
    2.1 定义MMI耦合器材料 28 @ *P$4c  
    2.2 定义布局设置 29 nk|j(D  
    2.3 创建一个MMI耦合器 31 M0zJGIT~b  
    2.4 插入input plane 35 v]SHude{  
    2.5 运行模拟 39 >{?~cNO&  
    2.6 在OptiBPM_Analyzer中查看模拟结果 43 4=!SG4~o  
    3 创建一个单弯曲器件 44 =@q 9,H  
    3.1 定义一个单弯曲器件 44 mN Hd  
    3.2 定义布局设置 45 lO3W:,3_a  
    3.3 创建一个弧形波导 46 #-*7<wN   
    3.4 插入入射面 49 Z M_ 6A1  
    3.5 选择输出数据文件 53 (7/fsfsF  
    3.6 运行模拟 54 VOr*YB&  
    3.7 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 57 ~b;l08 <  
    4 创建一个MMI星形耦合器 60 ?@8[1$1a  
    4.1 定义MMI星形耦合器的材料 60 HxCq6Y_m<  
    4.2 定义布局设置 61 v'gP,UO-%D  
    4.3 创建一个MMI星形耦合器 61 +EK(r@eV  
    4.4 插入输入面 62 z(V?pHv+  
    4.5 运行模拟 63 \i_y(;  
    4.6 预览最大值 65 f'P}]_3(  
    4.7 绘制波导 69 AT Dm$ *  
    4.8 指定输出波导的路径 69 |<tZ|  
    4.9 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 71 l`=).k   
    4.10 添加输出波导并预览仿真结果 72 8fA9yQ 8  
    4.11 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 74 &U q++f6  
    5 基于VB脚本进行波长扫描 75 O92a*)  
    5.1 定义波导材料 75 ;Yo9e~  
    5.2 定义布局设置 76 >`L)E,=/  
    5.3 创建波导 76 G%0G$3W"  
    5.4 修改输入平面 77 7oaa)  
    5.5 指定波导的路径 78 y Nb&;E7 H  
    5.6 运行模拟 79 %.^8&4$+  
    5.7 在OptiBPM_Simulator中预览模拟结果 81 eLE9-K+  
    5.8 应用VB脚本进行模拟 82 i\hH .7G1  
    5.9 在OptiBPM_Analyzer中查看模拟结果 84 {T|sU\|Q  
    6 应用VB脚本设计一个3dB的耦合器 88 8&snLOU -Q  
    6.1 定义3dB耦合器所需的材料 88 at7|r\`?-  
    6.2 定义布局结构 89 )#ze  
    6.3 绘制并定位波导 91 Zkl:^!*  
    6.4 生成布局脚本 95 `.>5H\w0e  
    6.5 插入和编辑输入面 97 L$zI_ z  
    6.6 运行模拟 98 /LMb~Hy,  
    6.7 修改布局脚本 100 ;4. D%  
    6.8 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 102 +9Z RCmV  
    7 应用预定义扩散过程 104 4 4%jz-m  
    7.1 创建一个由钛在铌酸锂中扩散所形成的线性波导 104 <q Z"W6&&  
    7.2 定义布局设置 106 :(tSL{FO  
    7.3 设计波导 107 9`{[J['V  
    7.4 设置模拟参数 108 bSHlR#!6  
    7.5 运行模拟 110 R:=C  
    7.6 基于钛和镁在铌酸锂中的扩散,创建一个掩埋波导 111 pl62mp!  
    7.7 将模板以新的名称进行保存 111 pcw!e_"+  
    7.8 添加一个新的轮廓 111 `< 8Fc`;[  
    7.9 创建上方的线性波导 112 ,Nl]rmI  
    8 各向异性BPM 115 2{naSiaq  
    8.1 定义材料 116 UJ' +Z6d  
    8.2 创建轮廓 117 SPKen}g  
    8.3 定义布局设置 118 ~:7AHK2  
    8.4 创建线性波导 120 *]G&pmMs  
    8.5 设置模拟参数 121 ]:TX> X!  
    8.6 预览介电常数分量 122 pKK&+umg  
    8.7 创建输入面 123 bh=d'9B@&J  
    8.8 运行各向异性BPM模拟 124 \ZrLh,6f.  
    9 创建一个chip-to-fiber对接耦合器 127 T=7V+  
    9.1 定义chip-to-fiber对接耦合器的材料和波导 128 FI@2K M  
    9.2 定义布局设置 130 /_~b~3{u  
    9.3 创建一个chip-to-fiber对接耦合器 130 Yh/-6wg  
    9.4 编辑输入平面 132 E\!:MCL  
    9.5 设置模拟参数 134 KLBV(`MS  
    9.6 运行模拟 135 pNpj, H*4  
    10 电光调制器 138 B.fLgQK0  
    10.1 定义电解质材料 139 }D.?O,ue  
    10.2 定义电极材料 140 5vIuH+0  
    10.3 定义轮廓 141 t!^FWr&  
    10.4 绘制波导 144 9/C0DDb  
    10.5 绘制电极 147 ,-u | l  
    10.6 静电模拟 149 N]cGJU>$  
    10.7 电光模拟 151  N3^pFy`  
    11 折射率(RI)扫描 155 b7fP)nb695  
    11.1 定义材料和通道 155 X70vDoW  
    11.2 定义布局设置 157 =0xuH>WY}w  
    11.3 绘制线性波导 160 Z4'"*  
    11.4 插入输入面 160 g-xbb&]  
    11.5 创建脚本 161 &B3Eq 1A  
    11.6 运行模拟 163 ><iEVrpN  
    11.7 在OptiBPM_Analyzer中预览结果 163 gUDd2T#  
    12 应用用户自定义扩散轮廓 165 %o< &O(Y  
    12.1 定义材料 165 2a*1q#MpAt  
    12.2 创建参考轮廓 166 G}i\UXFE  
    12.3 定义布局设置 166 Vja' :i  
    12.4 用户自定义轮廓 167 E*Vx^k$  
    12.5 根据参考轮廓检测用户自定义轮廓 170 oMda)5 &  
    13 马赫-泽德干涉仪开关 172 #m 3WZ3t$  
    13.1 定义材料 173 xMg&>}5  
    13.2 创建钛扩散轮廓 173 r5[om$|*  
    13.3 定义晶圆 174 LXIlrZ9D5  
    13.4 创建器件 175 rPK?p J  
    13.5 检查x-y切面的RI轮廓 177 xt +fu L  
    13.6 定义电极区域 178 y5?T`ts,#  
    !Dkz6B*  
    [table=772][tr][td][table=712,#ffffff,,0][tr][td] n]4)~ZIAU  
    13.7 定义输入平面和模拟参数 18213.8 运行模拟 182 bf3LNV|  
    13.9 创建脚本 18414 应用OptiBPM和OptiSystem进行光集成电路模拟-散射数据导出 186 #l~ d  
    14.1 理论背景 18614.2 波导Vertical Offset位置设置 189 dv4)fG]W;_  
    14.3 生成脚本数据 19014.4 导出散射数据 193 IC[SJVH;  
    14.5 创建臂 19414.6 在OptiSystem内加载*.s文件 197 P>euUVMPz4  
    14.7 加载两个臂的文件 20014.8 在OptiSystem内完成布局 201 5WP[-J)  
    14.9 连接元件 20214.10 运行模拟 203 eFXxkWR)  
    14.11 创建图以查看结果 204 fh$U"  
    [OG-ZcNu?  
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