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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 P7GuFn/p~2  
    b%`^KEvwfo  
    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。 yl|?+  
    y,{=*2Yt  
    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。 :3`6P:^  
    FqQqjA  
    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。 Il(p!l<Xz#  
    *Ag</g@ h  
    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。 5WN^8`{'3  
    \l^L?69  
    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。 S a5+_TW  
    _'9("m V  
    《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#/,Q1yEn  
    上海讯技光电科技有限公司
    2021年4月 <CrNDY  
    K)z{R n  
    C[f'1O7  
    目 录 dQUZ11  
    1 入门指南 4 :1h1+b@,  
    1.1 OptiBPM安装及说明 4 IS *-MLi  
    1.2 OptiBPM简介 5 8:9m< ^4S(  
    1.3 光波导介绍 8 [JAHPy=+w  
    1.4 快速入门 8 L ]HtmI  
    2 创建一个简单的MMI耦合器 28 ovv<7`  
    2.1 定义MMI耦合器材料 28 l*^J}oY  
    2.2 定义布局设置 29 KU,K E tf  
    2.3 创建一个MMI耦合器 31 #CKPNk c  
    2.4 插入input plane 35 U5X\RXy~  
    2.5 运行模拟 39 V +#Sb  
    2.6 在OptiBPM_Analyzer中查看模拟结果 43 r!H'8O!  
    3 创建一个单弯曲器件 44 Dqss/vwV  
    3.1 定义一个单弯曲器件 44 0vN<0  
    3.2 定义布局设置 45 7!%/vO0m  
    3.3 创建一个弧形波导 46 `Y Hn L4  
    3.4 插入入射面 49 Z05kn{<a8  
    3.5 选择输出数据文件 53 L%G/%*7;c  
    3.6 运行模拟 54 ,(d\!T/]'  
    3.7 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 57 rG7E[kii  
    4 创建一个MMI星形耦合器 60 y %R-Oc  
    4.1 定义MMI星形耦合器的材料 60 Co|3k:I 8  
    4.2 定义布局设置 61 "B18|#v  
    4.3 创建一个MMI星形耦合器 61 @qP uYFnw  
    4.4 插入输入面 62 a?Q\nu1  
    4.5 运行模拟 63 }xZR`xP(  
    4.6 预览最大值 65 DK' ? '  
    4.7 绘制波导 69 `SDpOqfIrP  
    4.8 指定输出波导的路径 69 1'.SHY|  
    4.9 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 71 P2HR4`c  
    4.10 添加输出波导并预览仿真结果 72 _5<d'fBd  
    4.11 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 74 $~x#Q?-y  
    5 基于VB脚本进行波长扫描 75 Swugt"`nN  
    5.1 定义波导材料 75 O~3<P3W  
    5.2 定义布局设置 76 !O;su~7  
    5.3 创建波导 76 Gn*cphb  
    5.4 修改输入平面 77 xJCMxt2Y  
    5.5 指定波导的路径 78 W 7xh  
    5.6 运行模拟 79 %6A."sePO  
    5.7 在OptiBPM_Simulator中预览模拟结果 81 Po(Y',xI[  
    5.8 应用VB脚本进行模拟 82 nV/8u_  
    5.9 在OptiBPM_Analyzer中查看模拟结果 84 E?\&OeAkO  
    6 应用VB脚本设计一个3dB的耦合器 88 ;E,^bt<U  
    6.1 定义3dB耦合器所需的材料 88 ;<=Z\NX  
    6.2 定义布局结构 89 }XmrfegF  
    6.3 绘制并定位波导 91 Eb 8vnB#  
    6.4 生成布局脚本 95 hw2'.}B"(  
    6.5 插入和编辑输入面 97 @zu IR0Gr)  
    6.6 运行模拟 98 tX'`4!{@+  
    6.7 修改布局脚本 100 @#HB6B  
    6.8 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 102 ;Fo%R$y  
    7 应用预定义扩散过程 104 G =`-w  
    7.1 创建一个由钛在铌酸锂中扩散所形成的线性波导 104 xIt'o(jQH  
    7.2 定义布局设置 106 O} #Ic$38  
    7.3 设计波导 107 %"<|u)E  
    7.4 设置模拟参数 108 ]~a;tF>Fw  
    7.5 运行模拟 110 z@bq*':~J  
    7.6 基于钛和镁在铌酸锂中的扩散,创建一个掩埋波导 111 ;_$Q~X  
    7.7 将模板以新的名称进行保存 111 { XI0KiE  
    7.8 添加一个新的轮廓 111 }j+Af["W?  
    7.9 创建上方的线性波导 112 `'W/uCpl  
    8 各向异性BPM 115 aPU.fER  
    8.1 定义材料 116 B#Q` !B4v  
    8.2 创建轮廓 117 ;$a+ >  
    8.3 定义布局设置 118 KjWF;VN*[3  
    8.4 创建线性波导 120 fyt ODsb>  
    8.5 设置模拟参数 121 C8{bqmlm@  
    8.6 预览介电常数分量 122 <x!q! ;  
    8.7 创建输入面 123 RB\ Hl  
    8.8 运行各向异性BPM模拟 124 V/.Na(C~  
    9 创建一个chip-to-fiber对接耦合器 127 CdEQiu  
    9.1 定义chip-to-fiber对接耦合器的材料和波导 128 G3.*fSY$.<  
    9.2 定义布局设置 130 lw\+!}8(  
    9.3 创建一个chip-to-fiber对接耦合器 130 wDQ@$T^vh  
    9.4 编辑输入平面 132 ?g{--'L  
    9.5 设置模拟参数 134 L/J1;  
    9.6 运行模拟 135 34*73WxK  
    10 电光调制器 138 rCK   
    10.1 定义电解质材料 139 N F$k~r  
    10.2 定义电极材料 140 64LX[8Ax#  
    10.3 定义轮廓 141 W)X" G3  
    10.4 绘制波导 144 7$"A2x   
    10.5 绘制电极 147 <USK6!-G  
    10.6 静电模拟 149 1'NJ[ C`  
    10.7 电光模拟 151 }}Zwdpo  
    11 折射率(RI)扫描 155 %`EyG  
    11.1 定义材料和通道 155 @d&JtA  
    11.2 定义布局设置 157 V jdu9Ez  
    11.3 绘制线性波导 160 ._E 6?  
    11.4 插入输入面 160 | 2Vhj<6  
    11.5 创建脚本 161 3 as~yF0  
    11.6 运行模拟 163 #ORZk6e  
    11.7 在OptiBPM_Analyzer中预览结果 163 G?M<B~}  
    12 应用用户自定义扩散轮廓 165 %K`th&331  
    12.1 定义材料 165 }s7@0#j@a  
    12.2 创建参考轮廓 166 XnwVK  
    12.3 定义布局设置 166 7"_m?c8  
    12.4 用户自定义轮廓 167 x/pX?k  
    12.5 根据参考轮廓检测用户自定义轮廓 170 *M?[Gro/  
    13 马赫-泽德干涉仪开关 172 u Gmv`R_  
    13.1 定义材料 173 m >Rdsn~l  
    13.2 创建钛扩散轮廓 173 ]x1;uE?1J  
    13.3 定义晶圆 174 AqA.,;G  
    13.4 创建器件 175 NR>&1aRbyb  
    13.5 检查x-y切面的RI轮廓 177 !.G knDT  
    13.6 定义电极区域 178 bJ"}-s+Dx  
    .9u0WP95  
    [table=772][tr][td][table=712,#ffffff,,0][tr][td] 9xN`  
    13.7 定义输入平面和模拟参数 18213.8 运行模拟 182 *g*~+B :  
    13.9 创建脚本 18414 应用OptiBPM和OptiSystem进行光集成电路模拟-散射数据导出 186 ,Y&7` m  
    14.1 理论背景 18614.2 波导Vertical Offset位置设置 189 Zg*XbX  
    14.3 生成脚本数据 19014.4 导出散射数据 193 )krBj F.$  
    14.5 创建臂 19414.6 在OptiSystem内加载*.s文件 197 sv.?C pE  
    14.7 加载两个臂的文件 20014.8 在OptiSystem内完成布局 201 s||c#+j"8  
    14.9 连接元件 20214.10 运行模拟 203 mz2v2ma  
    14.11 创建图以查看结果 204 O:]e4r,'  
    S`Xx('!/|  
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