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infotek 2021-10-18 11:45

《OptiBPM入门教程》

前  言 @`dg:P*[  
-1Dq_!i  
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。 C=V2Y_j  
g&c ~grD  
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。 w^ut,`yW R  
Jr( =Y@Z '  
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。 l>}f{az-T  
s6@mXO: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。 xsB0LUt  
sde>LZet/  
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。 z,G_&5|f%  
=K18|Q0m  
《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 o(oOB  
c%C6d97q  
上海讯技光电科技有限公司
2021年4月 /V:9*C  
qEr?4h  
目 录
R ,qQC<  
1 入门指南 4 N o6!gZ1  
1.1 OptiBPM安装及说明 4 o]4\Geg$  
1.2 OptiBPM简介 5 uy'seJ  
1.3 光波导介绍 8 \jtA8o%n  
1.4 快速入门 8 A,9JbX  
2 创建一个简单的MMI耦合器 28 'ZW(Hjrd  
2.1 定义MMI耦合器材料 28 SOhM6/ID2/  
2.2 定义布局设置 29 "0PrdZMx  
2.3 创建一个MMI耦合器 31 = 'NV3by  
2.4 插入input plane 35 B= {_}f  
2.5 运行模拟 39 &\N>N7/1  
2.6 在OptiBPM_Analyzer中查看模拟结果 43 & "&s,  
3 创建一个单弯曲器件 44 ={ )85N  
3.1 定义一个单弯曲器件 44 JP5e=Z<  
3.2 定义布局设置 45 Y/kq!)u;%L  
3.3 创建一个弧形波导 46 b<00 %Z  
3.4 插入入射面 49 >\ Dy  
3.5 选择输出数据文件 53 ::oFL#+  
3.6 运行模拟 54 i]%f94  
3.7 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 57 !k)6r6  
4 创建一个MMI星形耦合器 60 =EP`,zqn$9  
4.1 定义MMI星形耦合器的材料 60 cjEqN8  
4.2 定义布局设置 61 T+v*@#iJ_  
4.3 创建一个MMI星形耦合器 61 Cf=H~&`Z  
4.4 插入输入面 62 jW\:+Taq  
4.5 运行模拟 63 Ai < beUS  
4.6 预览最大值 65 T;/GHC`{Y  
4.7 绘制波导 69 )x|;%.8FX7  
4.8 指定输出波导的路径 69 NS[eQ_rT  
4.9 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 71  v_!6S|  
4.10 添加输出波导并预览仿真结果 72 L/"};VI  
4.11 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 74 *8Z2zmZtR^  
5 基于VB脚本进行波长扫描 75 R ZY=c  
5.1 定义波导材料 75 >ou= }/<  
5.2 定义布局设置 76 g#J aw|N  
5.3 创建波导 76 ,-#MEr  
5.4 修改输入平面 77 qNQ54#  
5.5 指定波导的路径 78 8}  B  
5.6 运行模拟 79 gF{ehU%  
5.7 在OptiBPM_Simulator中预览模拟结果 81 4!/JN J  
5.8 应用VB脚本进行模拟 82 U>E: Ub0r  
5.9 在OptiBPM_Analyzer中查看模拟结果 84 :(n<c  
6 应用VB脚本设计一个3dB的耦合器 88 KNx/1 lf  
6.1 定义3dB耦合器所需的材料 88 zuvPV{ X  
6.2 定义布局结构 89 ;5j|B|v  
6.3 绘制并定位波导 91 *,\"}x*  
6.4 生成布局脚本 95 pLB2! +  
6.5 插入和编辑输入面 97 h<G4tjtk  
6.6 运行模拟 98 q-JTGCFl  
6.7 修改布局脚本 100 S}@7Z`  
6.8 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 102 ] 3{t}qY$A  
7 应用预定义扩散过程 104 +` Md5.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 j<t3bM-G  
7.2 定义布局设置 106 TEC^|U`G  
7.3 设计波导 107 U**8^:*y#:  
7.4 设置模拟参数 108 PM\Ju]  
7.5 运行模拟 110 ,X?/FAcb  
7.6 基于钛和镁在铌酸锂中的扩散,创建一个掩埋波导 111 cE]z Tu?!  
7.7 将模板以新的名称进行保存 111 +:FXtO>n"  
7.8 添加一个新的轮廓 111 2Vx4"fHP#N  
7.9 创建上方的线性波导 112 o1.~g'!^  
8 各向异性BPM 115 d51lTGH7Z  
8.1 定义材料 116 y]j.PT`Cw  
8.2 创建轮廓 117 {"ST hTZ  
8.3 定义布局设置 118 jrib"Bh3,  
8.4 创建线性波导 120 *2/Jg'de  
8.5 设置模拟参数 121 L`+[mX&2B  
8.6 预览介电常数分量 122 }_D.Hy5  
8.7 创建输入面 123 <0CjEsAB]  
8.8 运行各向异性BPM模拟 124 @nktD.  
9 创建一个chip-to-fiber对接耦合器 127 u H[WlZ4  
9.1 定义chip-to-fiber对接耦合器的材料和波导 128 Rt8[P6e"q  
9.2 定义布局设置 130 PtfG~$h?  
9.3 创建一个chip-to-fiber对接耦合器 130 <]rayUyaf  
9.4 编辑输入平面 132 nrl?<4 _  
9.5 设置模拟参数 134 .zO^"mXjS  
9.6 运行模拟 135 LDt6<D8,Q  
10 电光调制器 138 @>8(f#S%  
10.1 定义电解质材料 139 V!Wy[u  
10.2 定义电极材料 140 C]L)nCOBX  
10.3 定义轮廓 141 r[L.TX3Ah=  
10.4 绘制波导 144 ;+hh|NiQ  
10.5 绘制电极 147 P6gkbtg  
10.6 静电模拟 149 WcN4ff-  
10.7 电光模拟 151 bY~K)j v3&  
11 折射率(RI)扫描 155 |bnd92fvks  
11.1 定义材料和通道 155 cIU2qFn[  
11.2 定义布局设置 157 g NI1W@)  
11.3 绘制线性波导 160 h"`\'(,X  
11.4 插入输入面 160 !l'nX  
11.5 创建脚本 161 EG{+Sz  
11.6 运行模拟 163 %KQ1{"  
11.7 在OptiBPM_Analyzer中预览结果 163 y3o q{Z>  
12 应用用户自定义扩散轮廓 165 B {Cm`f8E  
12.1 定义材料 165 @M'k/jl  
12.2 创建参考轮廓 166 tiK M+ ;C  
12.3 定义布局设置 166 DsdM:u*s  
12.4 用户自定义轮廓 167 5{! fa  
12.5 根据参考轮廓检测用户自定义轮廓 170 '}hSh  
13 马赫-泽德干涉仪开关 172 v `S5[{6  
13.1 定义材料 173 /uw@o9`~2-  
13.2 创建钛扩散轮廓 173 $[T ~<I  
13.3 定义晶圆 174 ~>:JwTy  
13.4 创建器件 175 Pp?P9s {  
13.5 检查x-y切面的RI轮廓 177 392V\qtS  
13.6 定义电极区域 178 LK h=jB^bT  
$xu2ZBK  
13.7 定义输入平面和模拟参数 182 : /5+p>Ep}  
13.8 运行模拟 182 khX/xL  
13.9 创建脚本 184 A;U c&G  
14 应用OptiBPM和OptiSystem进行光集成电路模拟-散射数据导出 186 voZaJ2ho/O  
14.1 理论背景 186 e@hPb$7  
14.2 波导Vertical Offset位置设置 189 k5RzW4zq;  
14.3 生成脚本数据 190 Hca(2 ]T-  
14.4 导出散射数据 193 e#}t am  
14.5 创建臂 194 "@x( 2(Y&  
14.6 在OptiSystem内加载*.s文件 197 :V9Q<B^  
14.7 加载两个臂的文件 200 LW=qX%o{  
14.8 在OptiSystem内完成布局 201 ?wtKi#k'v#  
14.9 连接元件 202 2^XmtT  
14.10 运行模拟 203 w hI4@#  
14.11 创建图以查看结果 204 B;bP~e>W  
~D5 -G?%$"  
Gb^63.}  
QQ:2987619807
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