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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
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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
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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 /; ;_l2 t 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 $]IX11.m 6.6 运行模拟 98 Kh<xQ:eMy 6.7 修改布局脚本 100 %n-:mSus 6.8 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 102 MP/6AAt7=| 7 应用预定义扩散过程 104 (uV~1 7.1 创建一个由钛在铌酸锂中扩散所形成的线性波导 104 (q'w"q j 7.2 定义布局设置 106 +]^6&MqO 7.3 设计波导 107 KI~BjP\e 7.4 设置模拟参数 108 *RugVH4 7.5 运行模拟 110 [)V&$~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&$h l 7.9 创建上方的线性波导 112 ]O'dwC 8 各向异性BPM 115 {2<A\nW 8.1 定义材料 116 nQ4 s 8.2 创建轮廓 117 P6,~0v(S 8.3 定义布局设置 118 //63?s+ 8.4 创建线性波导 120 <fq?{z 8.5 设置模拟参数 121 ))"J 8.6 预览介电常数分量 122 R/8>^6 8.7 创建输入面 123 40cgsRa| 8.8 运行各向异性BPM模拟 124 |:_WdU"Q] 9 创建一个chip-to-fiber对接耦合器 127 AfmGA9 9.1 定义chip-to-fiber对接耦合器的材料和波导 128 "L^Klk?Vn 9.2 定义布局设置 130 8x$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$1.B d 12.1 定义材料 165 [<m1xr4"k 12.2 创建参考轮廓 166 ud]O'@G< 12.3 定义布局设置 166 ,f0|eu> 12.4 用户自定义轮廓 167 >?iL_YTX 12.5 根据参考轮廓检测用户自定义轮廓 170 QixEMX4< 13 马赫-泽德干涉仪开关 172 ] h3~>8< 13.1 定义材料 173 S]3K5Z| 13.2 创建钛扩散轮廓 173 LGx]z.30B 13.3 定义晶圆 174 b4`t, D 13.4 创建器件 175 Vae}:8'} 13.5 检查x-y切面的RI轮廓 177 8[ 13.6 定义电极区域 178 *FoH'\= ta`}}I 13.7 定义输入平面和模拟参数 182 p!5oz2RK 13.8 运行模拟 182 ' b41#/- 13.9 创建脚本 184 [@"~'fu0 14 应用OptiBPM和OptiSystem进行光集成电路模拟-散射数据导出 186 FncK#hZ. 14.1 理论背景 186 LQT^1|nq 14.2 波导Vertical Offset位置设置 189 po@=$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"NJr 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$qvK Db"jzMW. ,l-tLc QQ:2987619807 x6Q,$B
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