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    [技术]《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: 2024-06-17
    前  言 ! Y~FLA_  
    \aUC(K~o\;  
    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 a/(N7  
    A>;bHf@  
    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。 u$Jz~:=,  
    <7Or{:Sc90  
    通过OptiBPM,科研人员可以同时观察近场分布(包含幅度、相位等),检测辐射以及方向场(Guided Field)。OptiBPM能够提升科研人员在波导器件设计的效率,减小风险并降低整体研发产品成本。 t: ;Pj9  
    Em !/a$  
    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。 BLf>_b Uk  
    Hc$O{]sq  
    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。 vDhh>x(  
    e>7>j@(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 qUW! G&R  
    上海讯技光电科技有限公司
    2021年4月 }"P|`"WW  
    &4x}ppX  
    #3@rS  
    目 录 eFTpnG  
    1 入门指南 4 5o'FS{6U  
    1.1 OptiBPM安装及说明 4 :tB1D@Cb6  
    1.2 OptiBPM简介 5 w3obIJm  
    1.3 光波导介绍 8 6"O+w=5B  
    1.4 快速入门 8 kY|utoAP  
    2 创建一个简单的MMI耦合器 28 bL+_j}{:N  
    2.1 定义MMI耦合器材料 28 N06OvU2>xU  
    2.2 定义布局设置 29 PI:4m%[  
    2.3 创建一个MMI耦合器 31 .*?wF  
    2.4 插入input plane 35  Rn(ec  
    2.5 运行模拟 39 t?-n*9,#S  
    2.6 在OptiBPM_Analyzer中查看模拟结果 43  +yH7v5W  
    3 创建一个单弯曲器件 44 TA`1U;c{n  
    3.1 定义一个单弯曲器件 44 BxWPC#5  
    3.2 定义布局设置 45 c%2QZC  
    3.3 创建一个弧形波导 46 ;!mzyb*  
    3.4 插入入射面 49 ]7F=u!/`<C  
    3.5 选择输出数据文件 53 2~1SQ.Q<RY  
    3.6 运行模拟 54 JPc+rfF  
    3.7 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 57 0y" $MC v  
    4 创建一个MMI星形耦合器 60 0KcyLAJ  
    4.1 定义MMI星形耦合器的材料 60 r6MMCJ|G  
    4.2 定义布局设置 61 V6&!9b  
    4.3 创建一个MMI星形耦合器 61 L_uVL#To  
    4.4 插入输入面 62 l|~A#kq  
    4.5 运行模拟 63 ^& tZ  
    4.6 预览最大值 65 tqvN0vY5  
    4.7 绘制波导 69 0d"[l@UU0  
    4.8 指定输出波导的路径 69 p$NQyS5C"S  
    4.9 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 71 4n !aW?%  
    4.10 添加输出波导并预览仿真结果 72 4$iz4U:P  
    4.11 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 74 ['X]R:3h  
    5 基于VB脚本进行波长扫描 75 <EB+1GFuI  
    5.1 定义波导材料 75 85|OGtt  
    5.2 定义布局设置 76 I {S;L  
    5.3 创建波导 76 1MP~dRZ$  
    5.4 修改输入平面 77 j^j1  
    5.5 指定波导的路径 78 hYT0l$Ng  
    5.6 运行模拟 79 nA-.mWD_C  
    5.7 在OptiBPM_Simulator中预览模拟结果 81 H1pO!>M  
    5.8 应用VB脚本进行模拟 82 [fya)}  
    5.9 在OptiBPM_Analyzer中查看模拟结果 84 Xtq_y'I  
    6 应用VB脚本设计一个3dB的耦合器 88 c)TPM/>(p  
    6.1 定义3dB耦合器所需的材料 88 dUeN*Nq&(,  
    6.2 定义布局结构 89 <ktrPlNuM  
    6.3 绘制并定位波导 91 B4c]}r+  
    6.4 生成布局脚本 95 q1$N>;&  
    6.5 插入和编辑输入面 97 c?f4Q,%|  
    6.6 运行模拟 98 =r?hg GWe  
    6.7 修改布局脚本 100 ??-[eB.  
    6.8 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 102 ld|5TN1  
    7 应用预定义扩散过程 104 G\/zkrxmv  
    7.1 创建一个由钛在铌酸锂中扩散所形成的线性波导 104 o]J{{M'E  
    7.2 定义布局设置 106 <Dl*l{zba  
    7.3 设计波导 107 V%7WUq  
    7.4 设置模拟参数 108 ~9,,~db  
    7.5 运行模拟 110 ]^.  _z  
    7.6 基于钛和镁在铌酸锂中的扩散,创建一个掩埋波导 111 =1FRFZI!j  
    7.7 将模板以新的名称进行保存 111 )0.kv2o.  
    7.8 添加一个新的轮廓 111 U8s2|G;K  
    7.9 创建上方的线性波导 112 7{e  4c  
    8 各向异性BPM 115 i^X]j  
    8.1 定义材料 116 9N#_( uwt  
    8.2 创建轮廓 117 fa jGZyd0:  
    8.3 定义布局设置 118 {k>&?Vd!  
    8.4 创建线性波导 120 I*:%ni2  
    8.5 设置模拟参数 121 aD<A.Lhy  
    8.6 预览介电常数分量 122 |sJ[0z  
    8.7 创建输入面 123 :)-Sk$  
    8.8 运行各向异性BPM模拟 124 ,8S/t+H  
    9 创建一个chip-to-fiber对接耦合器 127 d\&U*=  
    9.1 定义chip-to-fiber对接耦合器的材料和波导 128 GvtG(u~  
    9.2 定义布局设置 130 YFLZ%(  
    9.3 创建一个chip-to-fiber对接耦合器 130 SB;&GHq"n  
    9.4 编辑输入平面 132 YiXk5B0Uh  
    9.5 设置模拟参数 134 7Kr*P<-G  
    9.6 运行模拟 135 j"t(0 m  
    10 电光调制器 138 |{z:IQLv  
    10.1 定义电解质材料 139 a5dLQx b  
    10.2 定义电极材料 140 4qb/da E:Z  
    10.3 定义轮廓 141 gDQ^)1k  
    10.4 绘制波导 144 6+#Ydii9E  
    10.5 绘制电极 147 zq 3\}9  
    10.6 静电模拟 149 @+&LYy72  
    10.7 电光模拟 151 .Yamc#A-  
    11 折射率(RI)扫描 155 bWjc'P6rx  
    11.1 定义材料和通道 155 QGMV}y  
    11.2 定义布局设置 157 pQyK={7?`  
    11.3 绘制线性波导 160 a kkNI3  
    11.4 插入输入面 160 fF!Yp iI"  
    11.5 创建脚本 161 ]{;gw<T  
    11.6 运行模拟 163 Q4#.X=.d  
    11.7 在OptiBPM_Analyzer中预览结果 163 -mbt4w  
    12 应用用户自定义扩散轮廓 165 z 4e7PW|  
    12.1 定义材料 165 *^pR%E .  
    12.2 创建参考轮廓 166 3<e=g)F  
    12.3 定义布局设置 166 lB8-Z ow  
    12.4 用户自定义轮廓 167 S^JbyD_yoh  
    12.5 根据参考轮廓检测用户自定义轮廓 170 vO H4#  
    13 马赫-泽德干涉仪开关 172 o@_q]/Mh  
    13.1 定义材料 173 rP'me2 B  
    13.2 创建钛扩散轮廓 173 0G(/Wb"/  
    13.3 定义晶圆 174 'NbHa!  
    13.4 创建器件 175 /m!BY}4W  
    13.5 检查x-y切面的RI轮廓 177 .97])E[U  
    13.6 定义电极区域 178 Gf%~{@7=u  
    [>vLf2OID  
    [table=772][tr][td][table=712,#ffffff,,0][tr][td] . o6Or:L  
    13.7 定义输入平面和模拟参数 18213.8 运行模拟 182 V%t.l  
    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 8$] 1M,$r  
    14.1 理论背景 18614.2 波导Vertical Offset位置设置 189 h 7*J9[$  
    14.3 生成脚本数据 19014.4 导出散射数据 193 ,=uD^n:  
    14.5 创建臂 19414.6 在OptiSystem内加载*.s文件 197 &.F4 b~A7  
    14.7 加载两个臂的文件 20014.8 在OptiSystem内完成布局 201 b.Os iT;_j  
    14.9 连接元件 20214.10 运行模拟 203 ;gD})@  
    14.11 创建图以查看结果 204 K$z2YJ%  
    #]-SJWf3  
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