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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 Ua4} dW[w  
    V+Z22  
    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。 a[/p(O  
    fN9hBC@  
    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。 ;Zw28!#Rt  
    -M4#dHR_!  
    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。 ${?Px c{-  
    xucV$[f  
    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。 uQDu<@5^[  
    aPbHrk*/  
    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。 $8s&=OW  
    6 -oQs?  
    《OptiBPM入门指南》,是由上海讯技光电工程师翻译整理而来,译者希望本书能够对OptiBPM的使用者有所帮助,通过学习后能够较好的掌握OptiBPM软件的基本使用方法。由于译者水平有限,书中错误纰漏之处在所难免,敬请同行读者批评和指正 ,i}"e(f  
    上海讯技光电科技有限公司
    2021年4月 X@ss d  
    (HEjmQjE  
    ,?}TSJKC  
    目 录 0Bll6Rd  
    1 入门指南 4 wz ,woF|  
    1.1 OptiBPM安装及说明 4 ~DSle 3  
    1.2 OptiBPM简介 5 =<<\Uo  
    1.3 光波导介绍 8 %V$^CWOy  
    1.4 快速入门 8 F>&8b^v bn  
    2 创建一个简单的MMI耦合器 28 P?I"y,_ p  
    2.1 定义MMI耦合器材料 28 ?VJ Fp^Ra  
    2.2 定义布局设置 29 Tb}b*d3  
    2.3 创建一个MMI耦合器 31 V{8mx70  
    2.4 插入input plane 35 v K$W)(Z  
    2.5 运行模拟 39 d"V^^I)yx&  
    2.6 在OptiBPM_Analyzer中查看模拟结果 43 u`ZnxD>  
    3 创建一个单弯曲器件 44 WA<~M) rb  
    3.1 定义一个单弯曲器件 44 zpY8w#b  
    3.2 定义布局设置 45 }5A?WH_  
    3.3 创建一个弧形波导 46 *2 [r?!  
    3.4 插入入射面 49 ! _QU-  
    3.5 选择输出数据文件 53 <|{=O9  
    3.6 运行模拟 54 4|~o<t8  
    3.7 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 57 ;2U`?"  
    4 创建一个MMI星形耦合器 60 #PiW\Tq  
    4.1 定义MMI星形耦合器的材料 60 vnKUD|  
    4.2 定义布局设置 61 |{$Vk%cUE  
    4.3 创建一个MMI星形耦合器 61 Wg#>2)>  
    4.4 插入输入面 62 H7uW|'XWz  
    4.5 运行模拟 63 9Gy1T3y5"  
    4.6 预览最大值 65 rT x]%{  
    4.7 绘制波导 69 oRCj]9I$  
    4.8 指定输出波导的路径 69 ,i'>+Ix<  
    4.9 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 71 /m%;wH|6%  
    4.10 添加输出波导并预览仿真结果 72 |kjk{  
    4.11 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 74 (u~@@d"  
    5 基于VB脚本进行波长扫描 75 FN G]  
    5.1 定义波导材料 75 Z/%>/  
    5.2 定义布局设置 76 &n['#7 <(!  
    5.3 创建波导 76 QqRL>.)W  
    5.4 修改输入平面 77 0(]C$*~mk  
    5.5 指定波导的路径 78 ?(E$|A  
    5.6 运行模拟 79 Nkc=@l {  
    5.7 在OptiBPM_Simulator中预览模拟结果 81 u-8,9  
    5.8 应用VB脚本进行模拟 82 q>,i `*  
    5.9 在OptiBPM_Analyzer中查看模拟结果 84 UF?qL1w  
    6 应用VB脚本设计一个3dB的耦合器 88 t)5bHVx  
    6.1 定义3dB耦合器所需的材料 88 7%C6gU!r  
    6.2 定义布局结构 89 h]I ^%7  
    6.3 绘制并定位波导 91 X'O3)Yg  
    6.4 生成布局脚本 95 ?v6xa Vg:  
    6.5 插入和编辑输入面 97 SDZ/rC!C  
    6.6 运行模拟 98 ,XR1N$LN8_  
    6.7 修改布局脚本 100 wPyfne?~,  
    6.8 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 102 c!b4Y4eJ  
    7 应用预定义扩散过程 104 |SCO9,Fs  
    7.1 创建一个由钛在铌酸锂中扩散所形成的线性波导 104 8^kw  
    7.2 定义布局设置 106 Py K)ks!6  
    7.3 设计波导 107 {ymD.vf=9+  
    7.4 设置模拟参数 108 a:C ly9  
    7.5 运行模拟 110 y%f'7YZ4  
    7.6 基于钛和镁在铌酸锂中的扩散,创建一个掩埋波导 111 usU5q>1  
    7.7 将模板以新的名称进行保存 111 l1nrJm8  
    7.8 添加一个新的轮廓 111 x:GuqE  
    7.9 创建上方的线性波导 112 4/cUd=>Z  
    8 各向异性BPM 115 b0t/~]9G  
    8.1 定义材料 116 =5J}CPKbZI  
    8.2 创建轮廓 117 +hGr2%*0f  
    8.3 定义布局设置 118 `C$.  
    8.4 创建线性波导 120 X$)<>e]!>  
    8.5 设置模拟参数 121  BVU>M*k  
    8.6 预览介电常数分量 122 mqQN*.8*  
    8.7 创建输入面 123 it \3-  
    8.8 运行各向异性BPM模拟 124 C`Zz\DNG@  
    9 创建一个chip-to-fiber对接耦合器 127 (/JiOg^cw  
    9.1 定义chip-to-fiber对接耦合器的材料和波导 128 )17CG*K1  
    9.2 定义布局设置 130 c3lU  
    9.3 创建一个chip-to-fiber对接耦合器 130 DY1UP (y  
    9.4 编辑输入平面 132 N 8 n`f  
    9.5 设置模拟参数 134 Q3T@=z2j%  
    9.6 运行模拟 135 >We4F2?  
    10 电光调制器 138 '| WY 2>/(  
    10.1 定义电解质材料 139 Dg W*Br8<  
    10.2 定义电极材料 140 R `  
    10.3 定义轮廓 141 v;1<K@UT  
    10.4 绘制波导 144 s,Azcqem  
    10.5 绘制电极 147 -Q9} gaH_  
    10.6 静电模拟 149 Mh3Tfp  
    10.7 电光模拟 151 H[S[ y  
    11 折射率(RI)扫描 155 MfQ 9d9  
    11.1 定义材料和通道 155 Qq+$ea?>  
    11.2 定义布局设置 157 B:;$5PUTc  
    11.3 绘制线性波导 160 u7L&cx  
    11.4 插入输入面 160 SJ8Ax_9{q  
    11.5 创建脚本 161 ,v,#f .  
    11.6 运行模拟 163 grrM[Y7#~b  
    11.7 在OptiBPM_Analyzer中预览结果 163 F=EG#<@u  
    12 应用用户自定义扩散轮廓 165 *MC+i$  
    12.1 定义材料 165 4MUN1/DId`  
    12.2 创建参考轮廓 166 4j_\_:$w<  
    12.3 定义布局设置 166 h9RL(Kq{  
    12.4 用户自定义轮廓 167 VH M&Y-G  
    12.5 根据参考轮廓检测用户自定义轮廓 170 j]P'xrWl]8  
    13 马赫-泽德干涉仪开关 172 eCFMWFhC  
    13.1 定义材料 173 , Ox$W  
    13.2 创建钛扩散轮廓 173 }JI@f14  
    13.3 定义晶圆 174 TMJq-u51  
    13.4 创建器件 175 4 '"C8vw.  
    13.5 检查x-y切面的RI轮廓 177 }2%L 0  
    13.6 定义电极区域 178 p4-UW;Xu  
    *be"$ Q  
    [table=772][tr][td][table=712,#ffffff,,0][tr][td] h>k[  
    13.7 定义输入平面和模拟参数 18213.8 运行模拟 182 XSHK7vpMf  
    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 '-X[T}  
    14.1 理论背景 18614.2 波导Vertical Offset位置设置 189 SFJ"(ey$  
    14.3 生成脚本数据 19014.4 导出散射数据 193 VDT.L,9  
    14.5 创建臂 19414.6 在OptiSystem内加载*.s文件 197 C2 4"H|D  
    14.7 加载两个臂的文件 20014.8 在OptiSystem内完成布局 201 ANWfRtiU#  
    14.9 连接元件 20214.10 运行模拟 203 fQQj2> 3w  
    14.11 创建图以查看结果 204 QlE]OAdB42  
    =aBc .PJ^  
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