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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 ([ dT!B#aH  
    H{V)g  
    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。 ++8_fgM  
    (ZP87Gz  
    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。 [$a<b/4  
    xd8 *<,Wj  
    通过OptiBPM,科研人员可以同时观察近场分布(包含幅度、相位等),检测辐射以及方向场(Guided Field)。OptiBPM能够提升科研人员在波导器件设计的效率,减小风险并降低整体研发产品成本。 Bux'hc  
    8$vK5Dnn8  
    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。 o>c ^aRZ{  
    d TGA5c  
    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。 ( 9$"#o  
    Ht[{ryTxu  
    《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 Dag`>|my  
    上海讯技光电科技有限公司
    2021年4月 ;GsQR+en  
    ~]WVG@-  
    Pxhz@":[  
    目 录 &|5GB3H =  
    1 入门指南 4 _3>djF_u  
    1.1 OptiBPM安装及说明 4 wAYB RY[  
    1.2 OptiBPM简介 5 h qmSE'8  
    1.3 光波导介绍 8 8]< f$3.  
    1.4 快速入门 8 zgKY4R{V  
    2 创建一个简单的MMI耦合器 28 v27Ja .tA  
    2.1 定义MMI耦合器材料 28 feEMg  
    2.2 定义布局设置 29 "tu*YNP\Q  
    2.3 创建一个MMI耦合器 31 &~-~5B|3"  
    2.4 插入input plane 35 ^# e~g/  
    2.5 运行模拟 39 G'x .NL  
    2.6 在OptiBPM_Analyzer中查看模拟结果 43 :b/jNHJU  
    3 创建一个单弯曲器件 44 [@"wd_f{l  
    3.1 定义一个单弯曲器件 44 >UHa  
    3.2 定义布局设置 45 t FgX\4  
    3.3 创建一个弧形波导 46 N[U9d}Zv  
    3.4 插入入射面 49 /_\W+^fE  
    3.5 选择输出数据文件 53 *t9eZ!_f?  
    3.6 运行模拟 54 &L4 q10-N  
    3.7 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 57 Zzj0\? Ul  
    4 创建一个MMI星形耦合器 60 Tby,J B^U  
    4.1 定义MMI星形耦合器的材料 60 ?m;;D'1j  
    4.2 定义布局设置 61 mBk5+KyT  
    4.3 创建一个MMI星形耦合器 61 !/I0i8T  
    4.4 插入输入面 62 4TRG.$2[  
    4.5 运行模拟 63 qpqokK  
    4.6 预览最大值 65 {CUk1+  
    4.7 绘制波导 69 2t1I3yA'{z  
    4.8 指定输出波导的路径 69 {G*QY%j^  
    4.9 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 71 H:S,\D?%2x  
    4.10 添加输出波导并预览仿真结果 72 ZR3nK0  
    4.11 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 74 MZv\ C  
    5 基于VB脚本进行波长扫描 75 S~F`  
    5.1 定义波导材料 75 p!W[X%`)  
    5.2 定义布局设置 76 )\ 0F7Z  
    5.3 创建波导 76 B|o%_:]+E  
    5.4 修改输入平面 77 UG[e//m  
    5.5 指定波导的路径 78 or?%-)  
    5.6 运行模拟 79 BW Uq%o,@g  
    5.7 在OptiBPM_Simulator中预览模拟结果 81 JlZ0n;  
    5.8 应用VB脚本进行模拟 82 < {ru|-9  
    5.9 在OptiBPM_Analyzer中查看模拟结果 84 F^kwdS  
    6 应用VB脚本设计一个3dB的耦合器 88 svhrf;3:  
    6.1 定义3dB耦合器所需的材料 88 (f1M'w/OD  
    6.2 定义布局结构 89 kv?|'DN  
    6.3 绘制并定位波导 91 "="O >  
    6.4 生成布局脚本 95 v}uJtBG(  
    6.5 插入和编辑输入面 97 n2ndjE$  
    6.6 运行模拟 98 ", B'k  
    6.7 修改布局脚本 100 BzbDZV  
    6.8 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 102 B)=~8wsI:Z  
    7 应用预定义扩散过程 104 J|QiH<  
    7.1 创建一个由钛在铌酸锂中扩散所形成的线性波导 104 <94G  
    7.2 定义布局设置 106 uJow7-FD  
    7.3 设计波导 107 U;^[$Aq  
    7.4 设置模拟参数 108 f7<pEGb  
    7.5 运行模拟 110 "{BqtU*.  
    7.6 基于钛和镁在铌酸锂中的扩散,创建一个掩埋波导 111 Ax<\jW<  
    7.7 将模板以新的名称进行保存 111 mLwY]2T"  
    7.8 添加一个新的轮廓 111 sQ1jrkm  
    7.9 创建上方的线性波导 112 'K@0Wp  
    8 各向异性BPM 115 [*Ju3  
    8.1 定义材料 116 sH!O0WL  
    8.2 创建轮廓 117 LAs7>hM  
    8.3 定义布局设置 118 Dpqt;8"2L  
    8.4 创建线性波导 120 }Uw#f@Wh  
    8.5 设置模拟参数 121 zV.pol  
    8.6 预览介电常数分量 122  [aW =  
    8.7 创建输入面 123 \e:d)^cbh  
    8.8 运行各向异性BPM模拟 124 4A.Q21s  
    9 创建一个chip-to-fiber对接耦合器 127 tIZ~^*'  
    9.1 定义chip-to-fiber对接耦合器的材料和波导 128 f~M8A.  
    9.2 定义布局设置 130 )ly ^Ox  
    9.3 创建一个chip-to-fiber对接耦合器 130 G$JFuz)|  
    9.4 编辑输入平面 132 e>H:/24  
    9.5 设置模拟参数 134 TMj4w,g4  
    9.6 运行模拟 135 kDsIp=  
    10 电光调制器 138 h/ep`-YaH  
    10.1 定义电解质材料 139 .YcN S%  
    10.2 定义电极材料 140 M'5 'O;kn  
    10.3 定义轮廓 141 l},NcPL`  
    10.4 绘制波导 144 <$Yi]ty  
    10.5 绘制电极 147 Np,2j KF(  
    10.6 静电模拟 149 \C|cp|A*&  
    10.7 电光模拟 151 #Ob]]!y  
    11 折射率(RI)扫描 155 8k!6b\Imz  
    11.1 定义材料和通道 155 Wk7WK` >i  
    11.2 定义布局设置 157 : d' 5O8  
    11.3 绘制线性波导 160 5vOCCW  
    11.4 插入输入面 160 <[Oo*:A!7  
    11.5 创建脚本 161 T[uDZYx  
    11.6 运行模拟 163 %|IUqjg  
    11.7 在OptiBPM_Analyzer中预览结果 163 H5xzD9K;/C  
    12 应用用户自定义扩散轮廓 165 3#GqmhqKDk  
    12.1 定义材料 165 sa#.l% #  
    12.2 创建参考轮廓 166 *e4TSqC|  
    12.3 定义布局设置 166 NoDZ5Z  
    12.4 用户自定义轮廓 167 aW;aA'!  
    12.5 根据参考轮廓检测用户自定义轮廓 170 E_:QSy5G  
    13 马赫-泽德干涉仪开关 172 f`P9ku#j}  
    13.1 定义材料 173 C7qYiSv  
    13.2 创建钛扩散轮廓 173 8tc*.H{^+  
    13.3 定义晶圆 174 (xT*LF+  
    13.4 创建器件 175 fE;Q:# Z.  
    13.5 检查x-y切面的RI轮廓 177 `/:cfP\  
    13.6 定义电极区域 178 <Oz66bTze  
    L\  j:  
    [table=772][tr][td][table=712,#ffffff,,0][tr][td] +x1/-J8_sg  
    13.7 定义输入平面和模拟参数 18213.8 运行模拟 182 =uV,bG5V1  
    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 i/qTFQst _  
    14.1 理论背景 18614.2 波导Vertical Offset位置设置 189 GjQfi'vCk  
    14.3 生成脚本数据 19014.4 导出散射数据 193 v3^|"}\q5  
    14.5 创建臂 19414.6 在OptiSystem内加载*.s文件 197 NPJ.+ph  
    14.7 加载两个臂的文件 20014.8 在OptiSystem内完成布局 201 kBsXfVs9  
    14.9 连接元件 20214.10 运行模拟 203 1y[B[\  
    14.11 创建图以查看结果 204 7_)|I? =0d  
    ?U9/fl  
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