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2021-10-18 11:45 |
《OptiBPM入门教程》
前 言 YNRpIhb _)"-zbh}{ 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。 #.'0DWT\- -Wd2FD^x 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。 {P&{+`sov V|13%aE_v 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。 "jb`KBH%" TWZ**S- 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。 ; :4&nJ*qG @n"7L2wY 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。 k Pi%RvuQ
W8z4<o[$ 《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 iyKAw
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上海讯技光电科技有限公司 2021年4月 ($pN OGH WXV (R,*Tc 目 录 WK)hj{k 1 入门指南 4 Q,9"/@:c, 1.1 OptiBPM安装及说明 4 -d1 YG[1| 1.2 OptiBPM简介 5 S81%iz.n 1.3 光波导介绍 8 :tBIo7 1.4 快速入门 8 6Ri+DPf: 2 创建一个简单的MMI耦合器 28 VHyH't_&s 2.1 定义MMI耦合器材料 28 u1a0w 2.2 定义布局设置 29 iO 9.SF0:
2.3 创建一个MMI耦合器 31 hjf!FY*F 2.4 插入input plane 35 c%+/TO 2.5 运行模拟 39 = >CADTU 2.6 在OptiBPM_Analyzer中查看模拟结果 43 >Q3_-yY+ 3 创建一个单弯曲器件 44 >cU#($X$^ 3.1 定义一个单弯曲器件 44 10R#}~D 3.2 定义布局设置 45 !IF]P# 3.3 创建一个弧形波导 46 gR1vUad7 3.4 插入入射面 49 q)te/J@ 3.5 选择输出数据文件 53 ?1w{lz(P 3.6 运行模拟 54 {*mf Is 3.7 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 57 (KxI* 4 创建一个MMI星形耦合器 60 G5*"P!@6 4.1 定义MMI星形耦合器的材料 60 *U>"_h T0 4.2 定义布局设置 61 jV{?.0/h| 4.3 创建一个MMI星形耦合器 61 PL} Wu= 4.4 插入输入面 62 C2}n &{T 4.5 运行模拟 63 6$/Z.8 4.6 预览最大值 65 kZ<0|b 4.7 绘制波导 69 J;HYGu: 4.8 指定输出波导的路径 69 X})5XYvA* 4.9 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 71 YYNh|
2 4.10 添加输出波导并预览仿真结果 72 )|3BS` 4.11 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 74 X1*f#3cm# 5 基于VB脚本进行波长扫描 75 O|K-UTWH% 5.1 定义波导材料 75 =z>d GIT1 5.2 定义布局设置 76 `A\,$(q+ 5.3 创建波导 76 W4Z8U0co 5.4 修改输入平面 77 TrCut2 5.5 指定波导的路径 78 Fi+8| /5 5.6 运行模拟 79 zUuOX5-6x 5.7 在OptiBPM_Simulator中预览模拟结果 81 d?:KEi-<7 5.8 应用VB脚本进行模拟 82 `PY=B$?{4 5.9 在OptiBPM_Analyzer中查看模拟结果 84 :1asY:)vNP 6 应用VB脚本设计一个3dB的耦合器 88 LV2#w_^I 6.1 定义3dB耦合器所需的材料 88 RN^<bt{_U 6.2 定义布局结构 89 =csh=V@s 6.3 绘制并定位波导 91 ^?M# |> 6.4 生成布局脚本 95 *^y,Gg/ 6.5 插入和编辑输入面 97 B]2m(0Y>>v 6.6 运行模拟 98 |$|B0mj 6.7 修改布局脚本 100 f/7on|bv 6.8 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 102 *kYJwO^ 7 应用预定义扩散过程 104 YCl&}/.pA 7.1 创建一个由钛在铌酸锂中扩散所形成的线性波导 104 1X5MknA 7.2 定义布局设置 106 3vXa#f>P< 7.3 设计波导 107 IA%|OVAfF 7.4 设置模拟参数 108 NF "|*S 7.5 运行模拟 110 ($nQmr;t 7.6 基于钛和镁在铌酸锂中的扩散,创建一个掩埋波导 111 L"KKW
c 7.7 将模板以新的名称进行保存 111 ^>Vl@cW0uz 7.8 添加一个新的轮廓 111 7D(Eo{ue 7.9 创建上方的线性波导 112 *82+GY] 8 各向异性BPM 115 ]l7 r M" 8.1 定义材料 116 E3hXs6P 8.2 创建轮廓 117 vh"wXu 8.3 定义布局设置 118 a yYl3 8.4 创建线性波导 120 |LV}kG(2 8.5 设置模拟参数 121 9dVHh?E 8.6 预览介电常数分量 122 Sw.k,p*r 8.7 创建输入面 123 oRo[WQla 8.8 运行各向异性BPM模拟 124 hbdB67, 9 创建一个chip-to-fiber对接耦合器 127 q2b>Z6!5 9.1 定义chip-to-fiber对接耦合器的材料和波导 128 /
Q| Z&-c 9.2 定义布局设置 130 A$g'/QM 9.3 创建一个chip-to-fiber对接耦合器 130 3/N~`!zeX 9.4 编辑输入平面 132 0fGt7 "Q 9.5 设置模拟参数 134 3xk-D &" 9.6 运行模拟 135 G%A!yV 10 电光调制器 138 }}qY,@eeX 10.1 定义电解质材料 139 `]`S"W7& 10.2 定义电极材料 140 CKnPMvmz 10.3 定义轮廓 141 4|&_i)S-Y 10.4 绘制波导 144 .wV-g:2 10.5 绘制电极 147 Or#KF6+ut 10.6 静电模拟 149 2FN E ;y( 10.7 电光模拟 151 w~C\5 i 11 折射率(RI)扫描 155 i>7]9gBm1q 11.1 定义材料和通道 155 >*/:"!u 11.2 定义布局设置 157 `_()|; !y 11.3 绘制线性波导 160 "!Qi$ ] 11.4 插入输入面 160 1Ep7CV-n} 11.5 创建脚本 161 \kZ@2.pN 11.6 运行模拟 163 99\lZ{f( 11.7 在OptiBPM_Analyzer中预览结果 163 e45)t}' 12 应用用户自定义扩散轮廓 165 m*wDJEKo 12.1 定义材料 165 bt* 12.2 创建参考轮廓 166 :9DyABK=Cv 12.3 定义布局设置 166 3*T/ 7\ 12.4 用户自定义轮廓 167 N\"Hf=Y(~ 12.5 根据参考轮廓检测用户自定义轮廓 170 AJ>$`= 13 马赫-泽德干涉仪开关 172 #kk5{*` 13.1 定义材料 173 cA+T-A] 13.2 创建钛扩散轮廓 173 ]SAGh|+xl 13.3 定义晶圆 174 rB-R(2
CCN 13.4 创建器件 175 AC\y|X8- 13.5 检查x-y切面的RI轮廓 177 l,6' S8= 13.6 定义电极区域 178 L&KL]n ]UkqPtG; 13.7 定义输入平面和模拟参数 182 O=vD6@QI 13.8 运行模拟 182 D9 Mst6 13.9 创建脚本 184 s{OV-H 14 应用OptiBPM和OptiSystem进行光集成电路模拟-散射数据导出 186 i= R%MH+ 14.1 理论背景 186 1,Es' 14.2 波导Vertical Offset位置设置 189 vmv6y*qU 14.3 生成脚本数据 190 qpQiMiB#g' 14.4 导出散射数据 193 qm<-(Qc(W 14.5 创建臂 194 e7y,zcbv 14.6 在OptiSystem内加载*.s文件 197 n{\d 14.7 加载两个臂的文件 200 *kTj,&x[ 14.8 在OptiSystem内完成布局 201 Jz4;7/ 14.9 连接元件 202 'pyIMB?x 14.10 运行模拟 203 t%%zuq F` 14.11 创建图以查看结果 204 ~# \{'< gL~3z'$ P1z:L QQ:2987619807 M+M ;@3
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