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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 }}ogdq  
    ~r!jVK>^  
    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。 \Ud2]^D=  
    y_J{+  
    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。 T nPC\.x  
    :S,#*rPKBK  
    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。 Wqy8ZgSC  
    N["(ZSS   
    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。 $bD!./fl  
    h7o{l7`)  
    本书第一章主要介绍了软件的安装方法以及软件的开发背景,第二~十三章,分别描述了如何创建以及分析常见的波导类器件,如MMI耦合器、MMI星形耦合器、3dB耦合器、电光调制器、Chip-to-Fiber对接耦合器、马赫泽德干涉仪等,并包含了创建各类波导的方法和分析方法,如参数扫描,脚本自定义等。第十四章主要描述了如何将OptiBPM设计的元器件,导入到OptiSystem(一款光通信系统模拟仿真软件)中做联合仿真,可以查看此元器件在光通信系统中的具体行为。 lMP|$C  
    @ cv`}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 q.MM|;_u`  
    上海讯技光电科技有限公司
    2021年4月 EQ7cK63  
    Ef7 Kx49I  
    QO|ODW+D  
    目 录 O" T1=4  
    1 入门指南 4 I</Nmgf  
    1.1 OptiBPM安装及说明 4 !3Pl]S~6!  
    1.2 OptiBPM简介 5 }P^n /  
    1.3 光波导介绍 8 fV[xv4D.  
    1.4 快速入门 8 Q>||HtF$A  
    2 创建一个简单的MMI耦合器 28 M?]ObIM:5  
    2.1 定义MMI耦合器材料 28 `7'(U)x,F  
    2.2 定义布局设置 29 O  89BN6p  
    2.3 创建一个MMI耦合器 31 !hJ%{.  
    2.4 插入input plane 35 k 9s3@S  
    2.5 运行模拟 39 K)^.96{/@  
    2.6 在OptiBPM_Analyzer中查看模拟结果 43 3aW4Gs<g  
    3 创建一个单弯曲器件 44 `M\L 6o  
    3.1 定义一个单弯曲器件 44 qo'pU/@  
    3.2 定义布局设置 45 u,&Z5S  
    3.3 创建一个弧形波导 46 heRQ|n.Dz)  
    3.4 插入入射面 49 R$PiF1ffj  
    3.5 选择输出数据文件 53 |/rBR!kPq  
    3.6 运行模拟 54 UY>{e>/H9  
    3.7 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 57 ULsz<Hj  
    4 创建一个MMI星形耦合器 60 ]jM D'vg^b  
    4.1 定义MMI星形耦合器的材料 60 pvcf_w`n  
    4.2 定义布局设置 61 Ndx='j0  
    4.3 创建一个MMI星形耦合器 61 r Cmqq/hZ  
    4.4 插入输入面 62 A(<- U|  
    4.5 运行模拟 63 [;};qQ-C2  
    4.6 预览最大值 65 F7=a|g  
    4.7 绘制波导 69 .H9!UQ&It  
    4.8 指定输出波导的路径 69 `t#C0  
    4.9 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 71 t XfB.[U  
    4.10 添加输出波导并预览仿真结果 72 UIzk-.<  
    4.11 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 74 7rsrC  
    5 基于VB脚本进行波长扫描 75 qB"y'UW8  
    5.1 定义波导材料 75 _"z#I CT(  
    5.2 定义布局设置 76 y*_g1q$  
    5.3 创建波导 76 bx`(d@  
    5.4 修改输入平面 77 #r0A<+t{T  
    5.5 指定波导的路径 78 gSC8qip  
    5.6 运行模拟 79 8vnU!r  
    5.7 在OptiBPM_Simulator中预览模拟结果 81 \QYs(nm?k  
    5.8 应用VB脚本进行模拟 82 'O2{0  
    5.9 在OptiBPM_Analyzer中查看模拟结果 84 RU[{!E  
    6 应用VB脚本设计一个3dB的耦合器 88 @-Gf+*GZys  
    6.1 定义3dB耦合器所需的材料 88 6eQrupa  
    6.2 定义布局结构 89 QULrE+@  
    6.3 绘制并定位波导 91 \#~~,k 6f  
    6.4 生成布局脚本 95 d6~wJMFl  
    6.5 插入和编辑输入面 97 >YPfk=0f0  
    6.6 运行模拟 98 n j1 cqh  
    6.7 修改布局脚本 100 .\< \J|3  
    6.8 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 102 \b~zyt6-  
    7 应用预定义扩散过程 104 7%L-;xcr]B  
    7.1 创建一个由钛在铌酸锂中扩散所形成的线性波导 104 cjH ~H8  
    7.2 定义布局设置 106 x4fLe5xv  
    7.3 设计波导 107 4}96|2L5  
    7.4 设置模拟参数 108 5tQffo8t  
    7.5 运行模拟 110 bQ_i&t\yzB  
    7.6 基于钛和镁在铌酸锂中的扩散,创建一个掩埋波导 111 *:)#'cenI  
    7.7 将模板以新的名称进行保存 111 gTiDV{ Ip  
    7.8 添加一个新的轮廓 111 gM_Z/$  
    7.9 创建上方的线性波导 112 qC IZW  
    8 各向异性BPM 115 &>sG x K  
    8.1 定义材料 116 .viA+V  
    8.2 创建轮廓 117 Bxz{rR0XV  
    8.3 定义布局设置 118 J6\<>5 A?  
    8.4 创建线性波导 120 W~R_- ]k@g  
    8.5 设置模拟参数 121 >}_c<`:  
    8.6 预览介电常数分量 122 H| IsjCc  
    8.7 创建输入面 123 -.:1nI  
    8.8 运行各向异性BPM模拟 124 l,pq;>c9a  
    9 创建一个chip-to-fiber对接耦合器 127 &\K,kS[.r  
    9.1 定义chip-to-fiber对接耦合器的材料和波导 128 +)Z,%\)Z  
    9.2 定义布局设置 130 kU4Zij-O  
    9.3 创建一个chip-to-fiber对接耦合器 130 3{~h Rd  
    9.4 编辑输入平面 132 (z+[4l7  
    9.5 设置模拟参数 134 V?%>Ex$  
    9.6 运行模拟 135 k' pu%nWN  
    10 电光调制器 138 C+O`3wPZp  
    10.1 定义电解质材料 139 tz._*n83  
    10.2 定义电极材料 140 67Ge}6*2pd  
    10.3 定义轮廓 141 Zb8i[1P  
    10.4 绘制波导 144 21G] d  
    10.5 绘制电极 147 pLrNYo*d  
    10.6 静电模拟 149 ,O $F`0>9A  
    10.7 电光模拟 151 u=k\]W-  
    11 折射率(RI)扫描 155 E70  
    11.1 定义材料和通道 155  m ,qU})  
    11.2 定义布局设置 157 2{#*z%|z  
    11.3 绘制线性波导 160 Z A7u66  
    11.4 插入输入面 160 ,tmo6D62  
    11.5 创建脚本 161 EtN"K-X  
    11.6 运行模拟 163 Za4 YD  
    11.7 在OptiBPM_Analyzer中预览结果 163 WY0u9M4  
    12 应用用户自定义扩散轮廓 165 Sr%~ 5Q[W  
    12.1 定义材料 165 +=U`  
    12.2 创建参考轮廓 166 _U/etlDTO  
    12.3 定义布局设置 166 i8u9~F   
    12.4 用户自定义轮廓 167 S &cH1QZ  
    12.5 根据参考轮廓检测用户自定义轮廓 170 gO_^{>2  
    13 马赫-泽德干涉仪开关 172 4hZ-^AL"(  
    13.1 定义材料 173 SAly~(r?/  
    13.2 创建钛扩散轮廓 173 yu3EPT!~  
    13.3 定义晶圆 174 A]Q4fD1q  
    13.4 创建器件 175 +1F@vag7  
    13.5 检查x-y切面的RI轮廓 177 HwM:bY N  
    13.6 定义电极区域 178 OjyS ?YY)b  
    29x "E$e  
    [table=772][tr][td][table=712,#ffffff,,0][tr][td] v>7tJ[s  
    13.7 定义输入平面和模拟参数 18213.8 运行模拟 182 ?jz{fU  
    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 ?AYI   
    14.1 理论背景 18614.2 波导Vertical Offset位置设置 189 t[)z/[ m  
    14.3 生成脚本数据 19014.4 导出散射数据 193 ]^ZC^z;H  
    14.5 创建臂 19414.6 在OptiSystem内加载*.s文件 197 =@w};e#D  
    14.7 加载两个臂的文件 20014.8 在OptiSystem内完成布局 201 _ 4Hf?m7z  
    14.9 连接元件 20214.10 运行模拟 203 ?W%3>A  
    14.11 创建图以查看结果 204 B~yD4^  
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