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2021-10-18 11:45 |
《OptiBPM入门教程》
前 言 y?4BqgB 3)ywX&4"L 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。 Uz]|N6` {R6ZKB 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。 Btcy)LRk v`
1lxX'* 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。 oNF6<A(@$ 9 djk[ttA) 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。 1iF1GkLEq ~Z'?LV<t 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。 TuaBm1S{f i=2N;sAl 《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
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上海讯技光电科技有限公司 2021年4月 Mb*?5R6; g[4WzDF* 目 录 &{t,' [ u 1 入门指南 4 wk_@R=*(\ 1.1 OptiBPM安装及说明 4 ncT&Gr 1.2 OptiBPM简介 5 IW] rb/H 1.3 光波导介绍 8 fe_5LC" 1.4 快速入门 8 uoh7Sz5!^ 2 创建一个简单的MMI耦合器 28 o?Oc7$+u 2.1 定义MMI耦合器材料 28 AFwdJte9e 2.2 定义布局设置 29 K[zVa 2.3 创建一个MMI耦合器 31 -aCKRN85 2.4 插入input plane 35 FfT`;j 2.5 运行模拟 39 (TT}6j 2.6 在OptiBPM_Analyzer中查看模拟结果 43 5\VWC I 3 创建一个单弯曲器件 44 DZtsy!xA 3.1 定义一个单弯曲器件 44 a0)QH 3.2 定义布局设置 45 8Z=R)asGS 3.3 创建一个弧形波导 46 ,r_Gf5c 3.4 插入入射面 49 I{=Qtnlb 3.5 选择输出数据文件 53 o-B$J? 3.6 运行模拟 54 &mS^ZyG 3.7 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 57 5*u+q2\F 4 创建一个MMI星形耦合器 60 \1M4Dl5! 4.1 定义MMI星形耦合器的材料 60 gL/9/b4 4.2 定义布局设置 61 ysnx3(+| 4.3 创建一个MMI星形耦合器 61 !0<,@v" 4.4 插入输入面 62 'i|YlMFI g 4.5 运行模拟 63 /PXzwP_(A 4.6 预览最大值 65 ,f?*{Q2 4.7 绘制波导 69 jq0O22
-R 4.8 指定输出波导的路径 69 XC#oB~K' 4.9 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 71 5~DJWi, 4.10 添加输出波导并预览仿真结果 72 m+z&Q 4.11 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 74 6[AL|d
DK 5 基于VB脚本进行波长扫描 75 - " 9 5.1 定义波导材料 75 l,aay-E 5.2 定义布局设置 76 R`-S/C 5.3 创建波导 76 ~6md !o%i 5.4 修改输入平面 77 T6$+hUM$1 5.5 指定波导的路径 78 ]A_`0"m.U 5.6 运行模拟 79 @oGcuE 5.7 在OptiBPM_Simulator中预览模拟结果 81 4E}Yt$| 5.8 应用VB脚本进行模拟 82 as=fCuJ 5.9 在OptiBPM_Analyzer中查看模拟结果 84 V>rU.Mp
QU 6 应用VB脚本设计一个3dB的耦合器 88 =($xG#g` 6.1 定义3dB耦合器所需的材料 88 0JujesUw( 6.2 定义布局结构 89 buHJB*?9 6.3 绘制并定位波导 91 vW@=<aS Z 6.4 生成布局脚本 95 <9b&<K: 6.5 插入和编辑输入面 97 P[fq8lDA 6.6 运行模拟 98 *|HY>U. 6.7 修改布局脚本 100 }c:M^Ff 6.8 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 102 @IZnFHN 7 应用预定义扩散过程 104 bpa?C 7.1 创建一个由钛在铌酸锂中扩散所形成的线性波导 104 %A0/1{( 7.2 定义布局设置 106 z\4.Gm- 7.3 设计波导 107 7_[L o4_ 7.4 设置模拟参数 108 `\ol,B_l 7.5 运行模拟 110 >/6 _ ^ 7.6 基于钛和镁在铌酸锂中的扩散,创建一个掩埋波导 111 u)Whr@m 7.7 将模板以新的名称进行保存 111 GTxk%
7.8 添加一个新的轮廓 111 &uVnZ@o42 7.9 创建上方的线性波导 112 ;mi%F3 8 各向异性BPM 115 akTk( 8.1 定义材料 116 7a}k 8.2 创建轮廓 117 "$vRMpW: 8.3 定义布局设置 118 #T"4RrR 8.4 创建线性波导 120 yaX
iE_. 8.5 设置模拟参数 121 0PCGDLk8 8.6 预览介电常数分量 122 ]eV8b*d6 8.7 创建输入面 123 NwfVL4Xg 8.8 运行各向异性BPM模拟 124 1{.9uw"2S 9 创建一个chip-to-fiber对接耦合器 127 :rP=t , 9.1 定义chip-to-fiber对接耦合器的材料和波导 128 UC$ppTCc? 9.2 定义布局设置 130 z{r}~{{E 9.3 创建一个chip-to-fiber对接耦合器 130 yIE!j%u 9.4 编辑输入平面 132 MpOc 9.5 设置模拟参数 134 1B\WA8 9.6 运行模拟 135 -tU'yKhn 10 电光调制器 138 NX&_p!_V 10.1 定义电解质材料 139 NCD04U5y 10.2 定义电极材料 140 f?)-}\[IR{ 10.3 定义轮廓 141 J9 I:Q<; 10.4 绘制波导 144 UGatWj 10.5 绘制电极 147 Qv ?"b 10.6 静电模拟 149 4I(Xy]wm 10.7 电光模拟 151 CU~PT. 11 折射率(RI)扫描 155 _WbxH 11.1 定义材料和通道 155 c4z R* 11.2 定义布局设置 157 VS|2|n1<6 11.3 绘制线性波导 160 ;O#>Y 11.4 插入输入面 160 'E.w=7z& 11.5 创建脚本 161 ]JR +ayk7 11.6 运行模拟 163 `QY)!$mUIF 11.7 在OptiBPM_Analyzer中预览结果 163 Z #m+ObHK1 12 应用用户自定义扩散轮廓 165 G]aOHJ:. 12.1 定义材料 165 -DAlRz#d, 12.2 创建参考轮廓 166 xd0 L{ue. 12.3 定义布局设置 166 CTA3*Gn 12.4 用户自定义轮廓 167 *gz{.)W 12.5 根据参考轮廓检测用户自定义轮廓 170 e8b:)"R 13 马赫-泽德干涉仪开关 172 YA5g';$H* 13.1 定义材料 173 P1f[%1 13.2 创建钛扩散轮廓 173 7IM@i>p% 13.3 定义晶圆 174 \lNN Msd& 13.4 创建器件 175 HkVB80hv 13.5 检查x-y切面的RI轮廓 177 SZCze"`[ 13.6 定义电极区域 178 Uoix 3irl
(;v 13.7 定义输入平面和模拟参数 182 9(<@O%YU 13.8 运行模拟 182 J4U1t2@)9 13.9 创建脚本 184 Mrb) 14 应用OptiBPM和OptiSystem进行光集成电路模拟-散射数据导出 186 0C,`h` 14.1 理论背景 186 1m0c|ckb 14.2 波导Vertical Offset位置设置 189 3HK\BS 14.3 生成脚本数据 190 ]
@fk] ]R 14.4 导出散射数据 193 E&:,oG2M 14.5 创建臂 194 |
VDV<g5h 14.6 在OptiSystem内加载*.s文件 197 oe~b}: 14.7 加载两个臂的文件 200 B#1;r-^P< 14.8 在OptiSystem内完成布局 201 ?|Zx!z ($ 14.9 连接元件 202 cQ_Hp
<D 14.10 运行模拟 203 vY`s'%WV 14.11 创建图以查看结果 204 [)X\|pO& ~WV"SaA)*U seeBS/% QQ:2987619807 ^T-V^^#(
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