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2021-10-18 11:45 |
《OptiBPM入门教程》
前 言 q_>=| b ^QHgc_oDm 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。 cauKG@:2F pm= s 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。 SEZ08:>x r 1mfB6p1Z( 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。 ~1,$ $Nj'_G\} 本书详细描述了各类光波导模型的创建以及分析方法,旨在帮助OptiBPM软件初学者快速学会常用的软件功能。本书主要参考OptiWave公司发布的案例以及相关操作手册翻译整理而成。 =1O;,8` "oR%0pU* 本书第一章主要介绍了软件的安装方法以及软件的开发背景,第二~十三章,分别描述了如何创建以及分析常见的波导类器件,如MMI耦合器、MMI星形耦合器、3dB耦合器、电光调制器、Chip-to-Fiber对接耦合器、马赫泽德干涉仪等,并包含了创建各类波导的方法和分析方法,如参数扫描,脚本自定义等。第十四章主要描述了如何将OptiBPM设计的元器件,导入到OptiSystem(一款光通信系统模拟仿真软件)中做联合仿真,可以查看此元器件在光通信系统中的具体行为。 |*]<*qnZt 4!'4 l=jO 《OptiBPM入门指南》,是由上海讯技光电工程师翻译整理而来,译者希望本书能够对OptiBPM的使用者有所帮助,通过学习后能够较好的掌握OptiBPM软件的基本使用方法。由于译者水平有限,书中错误纰漏之处在所难免,敬请同行读者批评和指正 [,z>msEB. 0? KvR``Aj
上海讯技光电科技有限公司 2021年4月 [>QzT"=
2&o3OKt 目 录 ?i~mt'O 1 入门指南 4 v:9Vp{) 1.1 OptiBPM安装及说明 4 {qH+S/ 1.2 OptiBPM简介 5 j(_6.zf 1.3 光波导介绍 8 (|y@ftr@ 1.4 快速入门 8 c&SSf_0O* 2 创建一个简单的MMI耦合器 28 ^7$Q" 2.1 定义MMI耦合器材料 28 _]+
\ B 2.2 定义布局设置 29 86Xf6Ea 2.3 创建一个MMI耦合器 31 f2Tz5slE 2.4 插入input plane 35 vFgnbWxG 2.5 运行模拟 39 x$bCbg 2.6 在OptiBPM_Analyzer中查看模拟结果 43 U
owbk: 3 创建一个单弯曲器件 44 DwXSlsN3v 3.1 定义一个单弯曲器件 44 %b ^.Gw\L 3.2 定义布局设置 45 K!!#";Eo 3.3 创建一个弧形波导 46 M_;hfpJZ 3.4 插入入射面 49 RUV: 3.5 选择输出数据文件 53 $\nAGmp@ 3.6 运行模拟 54 _w9:([_ 3.7 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 57 <r8s=<: 4 创建一个MMI星形耦合器 60 Aq &H-g]s 4.1 定义MMI星形耦合器的材料 60 M/8EaQs} 4.2 定义布局设置 61 82=>I*0Q 4.3 创建一个MMI星形耦合器 61 - I j 4.4 插入输入面 62 ItQ3|-^ 4.5 运行模拟 63 {,o =K4CD 4.6 预览最大值 65 gG,gL9o 4.7 绘制波导 69 &8Oy *' 4.8 指定输出波导的路径 69 (#r>v
h ( 4.9 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 71 ~5_>$7L> 4.10 添加输出波导并预览仿真结果 72 3*<~;Z' z4 4.11 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 74 SBG.t: 5 基于VB脚本进行波长扫描 75 /A%31WE&1 5.1 定义波导材料 75 6vZ.CUK9 5.2 定义布局设置 76 )Yw m_f-N 5.3 创建波导 76 0BHSeO, 5.4 修改输入平面 77 f`,isy[ 5.5 指定波导的路径 78 1n+JHXR\ 5.6 运行模拟 79 "@+r|x 5.7 在OptiBPM_Simulator中预览模拟结果 81 @ u2P&|:{ 5.8 应用VB脚本进行模拟 82 <0^L L 5.9 在OptiBPM_Analyzer中查看模拟结果 84 /Os;, g 6 应用VB脚本设计一个3dB的耦合器 88 *Zk$P.] 6.1 定义3dB耦合器所需的材料 88 An3%@; 6.2 定义布局结构 89
*4{GID 6.3 绘制并定位波导 91 G\o*j| 6.4 生成布局脚本 95 w!/se;_H+w 6.5 插入和编辑输入面 97 PQ`~qM:3st 6.6 运行模拟 98 >=3ay^(Y2D 6.7 修改布局脚本 100 rtgu{m02 6.8 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 102 m<e-XT 7 应用预定义扩散过程 104 uSn<]OrZo` 7.1 创建一个由钛在铌酸锂中扩散所形成的线性波导 104 orr6._xw 7.2 定义布局设置 106 5R"(4a P 7.3 设计波导 107 OLgW.j:Ag 7.4 设置模拟参数 108 RS1c+]rr 7.5 运行模拟 110 @m(ja@YC 7.6 基于钛和镁在铌酸锂中的扩散,创建一个掩埋波导 111 N'e3< 7.7 将模板以新的名称进行保存 111 @G>Q(a*, 7.8 添加一个新的轮廓 111 -PH!U Hg 7.9 创建上方的线性波导 112 i slg5 8 各向异性BPM 115 j= Ebk;6p 8.1 定义材料 116 !S}4b 8.2 创建轮廓 117 q8e34Ly7 8.3 定义布局设置 118 n*GsM6Y& 8.4 创建线性波导 120 uf&Ke
k, 8.5 设置模拟参数 121 Z{J{6j 8.6 预览介电常数分量 122 |dQ-l ! 8.7 创建输入面 123 x5)YZ~5 8.8 运行各向异性BPM模拟 124 Ct,|g =( 9 创建一个chip-to-fiber对接耦合器 127 mk&`dr 9.1 定义chip-to-fiber对接耦合器的材料和波导 128
2<' 1m{ 9.2 定义布局设置 130 A +J&(7N 9.3 创建一个chip-to-fiber对接耦合器 130 8< | |