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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: 2024-06-17
    前  言 Ye2];(M  
    xbC8Amo;8"  
    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。 _}@n_E  
    Db=>7@h3C  
    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。 i4n b#  
    2^6TrZA7M6  
    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。 $`{q[{  
    |WU`p  
    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。 w3qf7{b  
    9*;isMkq<  
    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。 I#t9aR+&  
    #0g#W  
    《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 S}^s 5ztm  
    上海讯技光电科技有限公司
    2021年4月 MQ(/l_=zQ  
    I`W-RWZ  
    :ECK $Cu  
    目 录 !X%!7wsc  
    1 入门指南 4 +?Jk@lE<  
    1.1 OptiBPM安装及说明 4 s~Wu0%])Q  
    1.2 OptiBPM简介 5 1qj%a%R  
    1.3 光波导介绍 8 qTHg[sME  
    1.4 快速入门 8 ZBR^[OXO  
    2 创建一个简单的MMI耦合器 28 J(0=~Z[  
    2.1 定义MMI耦合器材料 28 pq?[wp"  
    2.2 定义布局设置 29 yp{F 8V 8  
    2.3 创建一个MMI耦合器 31 s.;KVy,=Bu  
    2.4 插入input plane 35 ~hz@9E]O  
    2.5 运行模拟 39 d50IAa^p6J  
    2.6 在OptiBPM_Analyzer中查看模拟结果 43 2${,%8"0s  
    3 创建一个单弯曲器件 44 #/t>}lc  
    3.1 定义一个单弯曲器件 44 +< \cd9  
    3.2 定义布局设置 45 .;Utkf'I  
    3.3 创建一个弧形波导 46 o\ow{ gh9  
    3.4 插入入射面 49 Ag#5.,B-  
    3.5 选择输出数据文件 53 uP{+?#a_-\  
    3.6 运行模拟 54 3cfZ!E~^kc  
    3.7 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 57 _`@Xy!Ye  
    4 创建一个MMI星形耦合器 60 vg:J#M:  
    4.1 定义MMI星形耦合器的材料 60 rfXF 01I  
    4.2 定义布局设置 61 YY:iPaGO  
    4.3 创建一个MMI星形耦合器 61 r,.95@  
    4.4 插入输入面 62 _"!{7e`Z  
    4.5 运行模拟 63 H"FflmUO  
    4.6 预览最大值 65 L2>?m`wp  
    4.7 绘制波导 69 Iz?W tm }  
    4.8 指定输出波导的路径 69 e,#+Xx0M  
    4.9 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 71 ADyNNMcx  
    4.10 添加输出波导并预览仿真结果 72 m>uI\OY{n  
    4.11 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 74  Z|:_ c  
    5 基于VB脚本进行波长扫描 75 Ag>>B9  
    5.1 定义波导材料 75 )1Ma~8Y%r  
    5.2 定义布局设置 76 Ife,h s  
    5.3 创建波导 76 [Yx-l;78  
    5.4 修改输入平面 77 =>:% n  
    5.5 指定波导的路径 78 U)`3[fo  
    5.6 运行模拟 79 @8M'<tr<z  
    5.7 在OptiBPM_Simulator中预览模拟结果 81 o >Rw}R  
    5.8 应用VB脚本进行模拟 82 LTYu xZ  
    5.9 在OptiBPM_Analyzer中查看模拟结果 84 t)oES>W1  
    6 应用VB脚本设计一个3dB的耦合器 88 nF. ;LM  
    6.1 定义3dB耦合器所需的材料 88 1FD7~S|  
    6.2 定义布局结构 89 n^JUZ8  
    6.3 绘制并定位波导 91 0l(E!d8&'  
    6.4 生成布局脚本 95 ]*g ss'N  
    6.5 插入和编辑输入面 97 ^i`3cCFB<  
    6.6 运行模拟 98 OP|.I._I  
    6.7 修改布局脚本 100 [I++>4  
    6.8 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 102 "]SJbuzh  
    7 应用预定义扩散过程 104 f>s#Ngvc  
    7.1 创建一个由钛在铌酸锂中扩散所形成的线性波导 104 0i`v:Lq%  
    7.2 定义布局设置 106 >uyeI&z  
    7.3 设计波导 107 5&n988g C8  
    7.4 设置模拟参数 108 (EOec5qXU  
    7.5 运行模拟 110 l${Hgn+  
    7.6 基于钛和镁在铌酸锂中的扩散,创建一个掩埋波导 111 de=5=>P7  
    7.7 将模板以新的名称进行保存 111 M5T=Fj86  
    7.8 添加一个新的轮廓 111 Imh2~rw;  
    7.9 创建上方的线性波导 112 f*|8n$%   
    8 各向异性BPM 115 ]} 5I>l  
    8.1 定义材料 116 >tmnj/=&   
    8.2 创建轮廓 117 EBj,pk5M  
    8.3 定义布局设置 118 33{;[/4  
    8.4 创建线性波导 120 CzzUi]*Ac{  
    8.5 设置模拟参数 121 ?b*/ddIs  
    8.6 预览介电常数分量 122 w L/p.@  
    8.7 创建输入面 123 SmT+L,:D  
    8.8 运行各向异性BPM模拟 124 @wYQLZ  
    9 创建一个chip-to-fiber对接耦合器 127 =A0"0D{\  
    9.1 定义chip-to-fiber对接耦合器的材料和波导 128 uGuc._}=  
    9.2 定义布局设置 130 :>tF_6  
    9.3 创建一个chip-to-fiber对接耦合器 130 ?8wwd!)x%  
    9.4 编辑输入平面 132 dt-Qu},8-  
    9.5 设置模拟参数 134 3xmiX{1e  
    9.6 运行模拟 135 d$"G1u~%  
    10 电光调制器 138 ;I!+ lx3[  
    10.1 定义电解质材料 139 ="5k\1W1M  
    10.2 定义电极材料 140 3D?IG\3  
    10.3 定义轮廓 141 nu469  
    10.4 绘制波导 144 XI%RneuDr:  
    10.5 绘制电极 147 RQj`9F  
    10.6 静电模拟 149 m{:"1]  
    10.7 电光模拟 151 KA|&Q<<{@  
    11 折射率(RI)扫描 155 $I)Tk`=  
    11.1 定义材料和通道 155 v5&xY2RI7  
    11.2 定义布局设置 157 $n=W2WJ6f  
    11.3 绘制线性波导 160 Vr&el  
    11.4 插入输入面 160 h"VpQhi  
    11.5 创建脚本 161 T=eT^?v  
    11.6 运行模拟 163 S 0R8'Y  
    11.7 在OptiBPM_Analyzer中预览结果 163 mC*W2#1pF  
    12 应用用户自定义扩散轮廓 165 %K&+~CJE  
    12.1 定义材料 165 7.7Cluh5,  
    12.2 创建参考轮廓 166 Kf:2%_DB  
    12.3 定义布局设置 166 lF; ziF  
    12.4 用户自定义轮廓 167 tl{]gz  
    12.5 根据参考轮廓检测用户自定义轮廓 170 yM(_P0  
    13 马赫-泽德干涉仪开关 172 ;x!,g5q"q  
    13.1 定义材料 173 l1-4n*fU  
    13.2 创建钛扩散轮廓 173 U7nsMD  
    13.3 定义晶圆 174 {Ior.(D>Y  
    13.4 创建器件 175 zVp[YOS&c  
    13.5 检查x-y切面的RI轮廓 177 ~I8v5 H  
    13.6 定义电极区域 178 kdK*MUB  
    8eOl@}bV  
    [table=772][tr][td][table=712,#ffffff,,0][tr][td] k1^V?O  
    13.7 定义输入平面和模拟参数 18213.8 运行模拟 182 >VRo|o<D  
    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 ]uBT &  
    14.1 理论背景 18614.2 波导Vertical Offset位置设置 189 $Qn& jI38  
    14.3 生成脚本数据 19014.4 导出散射数据 193 96.IuwL*.s  
    14.5 创建臂 19414.6 在OptiSystem内加载*.s文件 197 _N>wzkJ  
    14.7 加载两个臂的文件 20014.8 在OptiSystem内完成布局 201 [b7it2`dl  
    14.9 连接元件 20214.10 运行模拟 203 #t"9TP  
    14.11 创建图以查看结果 204 /`7 IK  
    T5 K-gz7A  
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