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infotek 2021-10-18 11:45

《OptiBPM入门教程》

前  言 `43`*=  
^gwVh~j  
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。 06 kjJ4  
gF@51K  
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| o_/BS  
b{C3r3B8  
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。 MZGN,[~)6  
}vRs n-E@  
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。 9OeY59 :  
?- 5{XrNm  
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。 sD,[,6(  
,!BiB*  
《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 (%huWW j  
Vu DSjh  
上海讯技光电科技有限公司
2021年4月 ? 8g[0/  
E>tlY&0[$  
目 录
.u3!%{/v(c  
1 入门指南 4 Ixhe86-:T  
1.1 OptiBPM安装及说明 4 w`(EW>i  
1.2 OptiBPM简介 5 36154*q  
1.3 光波导介绍 8 pJC@}z^cw  
1.4 快速入门 8 E?o1&(2p  
2 创建一个简单的MMI耦合器 28 #2thg{5  
2.1 定义MMI耦合器材料 28 Ctpr.  
2.2 定义布局设置 29 Ux~rBv''  
2.3 创建一个MMI耦合器 31 yIBT*,4  
2.4 插入input plane 35 )1%l$W  
2.5 运行模拟 39 %t&n%dhJ  
2.6 在OptiBPM_Analyzer中查看模拟结果 43 YN1P9j#0d  
3 创建一个单弯曲器件 44 KLW#+vZ  
3.1 定义一个单弯曲器件 44 VC "66 \d&  
3.2 定义布局设置 45 };[~>Mzl  
3.3 创建一个弧形波导 46 @B;2z_Y!l  
3.4 插入入射面 49 =.9L/74@  
3.5 选择输出数据文件 53 #?)g?u%g=  
3.6 运行模拟 54 -iu7/4!j  
3.7 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 57 G992{B  
4 创建一个MMI星形耦合器 60 \IL/?J 5d  
4.1 定义MMI星形耦合器的材料 60 hr&&"d {s  
4.2 定义布局设置 61 e_Na_l]  
4.3 创建一个MMI星形耦合器 61 @ !0@f'}e  
4.4 插入输入面 62 6/ir("LK  
4.5 运行模拟 63 _&TA|Da  
4.6 预览最大值 65 Zgt:ZO  
4.7 绘制波导 69 /; ;_l2t  
4.8 指定输出波导的路径 69 3okh'P%+  
4.9 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 71 ?\MvAG7Y  
4.10 添加输出波导并预览仿真结果 72 vA rM.Bu>b  
4.11 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 74 |^K-m42  
5 基于VB脚本进行波长扫描 75 `9a %vN  
5.1 定义波导材料 75 8X":,s!  
5.2 定义布局设置 76 %xtTh]s  
5.3 创建波导 76 $Hcp.J[O  
5.4 修改输入平面 77 C~PrIM?  
5.5 指定波导的路径 78 GAONgz|ZI  
5.6 运行模拟 79 R=g~od[N_  
5.7 在OptiBPM_Simulator中预览模拟结果 81 ~1&%,$fZ  
5.8 应用VB脚本进行模拟 82 1Zc1CUMG  
5.9 在OptiBPM_Analyzer中查看模拟结果 84 t\ J5np  
6 应用VB脚本设计一个3dB的耦合器 88 }J27Y ;Zp9  
6.1 定义3dB耦合器所需的材料 88 zr~hGhfq  
6.2 定义布局结构 89 +cQGX5 K  
6.3 绘制并定位波导 91 q_eGY&M  
6.4 生成布局脚本 95 )N`a4p  
6.5 插入和编辑输入面 97 $]IX11.m  
6.6 运行模拟 98 Kh<xQ:eMy  
6.7 修改布局脚本 100 %n-:mSus  
6.8 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 102 MP/6AAt7=|  
7 应用预定义扩散过程 104 (uV ~1  
7.1 创建一个由钛在铌酸锂中扩散所形成的线性波导 104 (q'w"qj  
7.2 定义布局设置 106 +]^6&MqO  
7.3 设计波导 107 KI~BjP\e  
7.4 设置模拟参数 108 *RugVH4  
7.5 运行模拟 110 [)V&$~xW  
7.6 基于钛和镁在铌酸锂中的扩散,创建一个掩埋波导 111 o7"2"( =>  
7.7 将模板以新的名称进行保存 111 7=yC*]BH-=  
7.8 添加一个新的轮廓 111 =Nn&$h l  
7.9 创建上方的线性波导 112 ]O'dwC  
8 各向异性BPM 115 {2<A\nW  
8.1 定义材料 116 nQ4s  
8.2 创建轮廓 117 P6,~0v(S  
8.3 定义布局设置 118 / /63?s+  
8.4 创建线性波导 120 <fq?{z  
8.5 设置模拟参数 121 ))"J  
8.6 预览介电常数分量 122 R/8>^6  
8.7 创建输入面 123 40cgsRa|  
8.8 运行各向异性BPM模拟 124 |:_WdU"Q]  
9 创建一个chip-to-fiber对接耦合器 127 Afm GA9  
9.1 定义chip-to-fiber对接耦合器的材料和波导 128 "L^Klk?Vn  
9.2 定义布局设置 130 8 x$BbK  
9.3 创建一个chip-to-fiber对接耦合器 130 o:E+c_^q`  
9.4 编辑输入平面 132 | k"?I  
9.5 设置模拟参数 134 Qhlgu!  
9.6 运行模拟 135 EU?)AxH^  
10 电光调制器 138 #~J)?JL  
10.1 定义电解质材料 139 KLv`Xg\  
10.2 定义电极材料 140 ,c#IxB/0  
10.3 定义轮廓 141 $Lpt2:.((  
10.4 绘制波导 144 X2b<_j3  
10.5 绘制电极 147 ld58R  
10.6 静电模拟 149 =C{)i@ +  
10.7 电光模拟 151 MONfA;64/  
11 折射率(RI)扫描 155 W =YFe<Q  
11.1 定义材料和通道 155 siveqz6h  
11.2 定义布局设置 157 PM3kI\:)m  
11.3 绘制线性波导 160 s)Bl1\Q  
11.4 插入输入面 160  # Vz9j  
11.5 创建脚本 161 ;WX)g&19x  
11.6 运行模拟 163 4$Oakl*l  
11.7 在OptiBPM_Analyzer中预览结果 163 69{^Vfd;Y  
12 应用用户自定义扩散轮廓 165 3=w$1.B d  
12.1 定义材料 165 [<m1xr4"k  
12.2 创建参考轮廓 166 ud]O'@G<  
12.3 定义布局设置 166 ,f0|eu>  
12.4 用户自定义轮廓 167 >?iL_YTX  
12.5 根据参考轮廓检测用户自定义轮廓 170 QixEMX4<  
13 马赫-泽德干涉仪开关 172 ] h3~>8<  
13.1 定义材料 173 S]3K5Z|  
13.2 创建钛扩散轮廓 173 LGx]z.30B  
13.3 定义晶圆 174 b4`t, D  
13.4 创建器件 175 Vae}:8'}  
13.5 检查x-y切面的RI轮廓 177 8[  
13.6 定义电极区域 178 *FoH '\=  
ta`}}I  
13.7 定义输入平面和模拟参数 182 p!5oz2RK  
13.8 运行模拟 182 ' b41#/-  
13.9 创建脚本 184 [@"~'fu0  
14 应用OptiBPM和OptiSystem进行光集成电路模拟-散射数据导出 186 FncK#hZ.  
14.1 理论背景 186 LQ T^1|nq  
14.2 波导Vertical Offset位置设置 189 po@=$HK  
14.3 生成脚本数据 190 < GoUth.#  
14.4 导出散射数据 193 QkbXm[K.Z  
14.5 创建臂 194 HGqT"N Jr  
14.6 在OptiSystem内加载*.s文件 197 1} 1.5[4d  
14.7 加载两个臂的文件 200 -#Xo^-&  
14.8 在OptiSystem内完成布局 201 ut8v&i1?  
14.9 连接元件 202 &NbhQY`k  
14.10 运行模拟 203 Q)eYJP=W  
14.11 创建图以查看结果 204 -xg$qvK  
Db"jzMW.  
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QQ:2987619807
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