infotek |
2021-10-18 11:45 |
《OptiBPM入门教程》
前 言 dQD YN_ (vX+
Yw 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。 &xKln1z' SE%B&8ZD 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。 Igowz7 /U
|@sw4 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。 gq[|>Rs75 #r\,oXTm 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。 ~b.C[s 1P(5+9"s 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。 c{YBCWA OEz'&))J 《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 Y?cdm}:Ou #G'Y2l
上海讯技光电科技有限公司 2021年4月 lX^yd5M&f } 0su[gy[ 目 录 =o g5Mh, 1 入门指南 4 tOn 6 1.1 OptiBPM安装及说明 4 PL;PId<9w 1.2 OptiBPM简介 5 u4
##*m 1.3 光波导介绍 8 FW](GWp`: 1.4 快速入门 8 ZCdlTdY 2 创建一个简单的MMI耦合器 28 j<H5i} 2.1 定义MMI耦合器材料 28
V1[Cc?o 2.2 定义布局设置 29 -0W s3 2.3 创建一个MMI耦合器 31 xq#YBi, 2.4 插入input plane 35 tOQ2947zk 2.5 运行模拟 39 \UBTNY, 2.6 在OptiBPM_Analyzer中查看模拟结果 43 oD0WHp 3 创建一个单弯曲器件 44 _!vxX] 3.1 定义一个单弯曲器件 44 uVnbOqR<X 3.2 定义布局设置 45 }n!$)W*? 3.3 创建一个弧形波导 46 dj>ZHdTn 3.4 插入入射面 49 \Y37wy4 3.5 选择输出数据文件 53 F+%6?2J 3.6 运行模拟 54 r&$r=f< 3.7 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 57 u"WqI[IV 4 创建一个MMI星形耦合器 60 PVK. %y9 4.1 定义MMI星形耦合器的材料 60 7w}PYp1Z'~ 4.2 定义布局设置 61 kU*Fif 4.3 创建一个MMI星形耦合器 61 >!o||Yn 4.4 插入输入面 62 = JE4C9$, 4.5 运行模拟 63 Z/Vb _ 4.6 预览最大值 65 adi^*7Q] ) 4.7 绘制波导 69 E=G"_
^hCE 4.8 指定输出波导的路径 69 Bo)N<S_=^ 4.9 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 71 S6Er#)k 4.10 添加输出波导并预览仿真结果 72 ,{tz%\,% 4.11 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 74 E5>y?N 5 基于VB脚本进行波长扫描 75 bSK> p3 5.1 定义波导材料 75 xN^ngRg0 5.2 定义布局设置 76 2u B66i 5.3 创建波导 76 <B+xE?v4 5.4 修改输入平面 77 aPR0DZ@ 5.5 指定波导的路径 78 P4h^_*d 5.6 运行模拟 79 C r A7lu' 5.7 在OptiBPM_Simulator中预览模拟结果 81 WF'Di4
5.8 应用VB脚本进行模拟 82 z}772hMB 5.9 在OptiBPM_Analyzer中查看模拟结果 84 UKfC!YR2J8 6 应用VB脚本设计一个3dB的耦合器 88 Mg7nv\6 6.1 定义3dB耦合器所需的材料 88 erhxZ|."P 6.2 定义布局结构 89 \Z?.Po`!j 6.3 绘制并定位波导 91 F<W`zQ46 6.4 生成布局脚本 95 Mk:k0,z 6.5 插入和编辑输入面 97 am+'j5`Ys 6.6 运行模拟 98 B#zu<z 6.7 修改布局脚本 100 ~8rVf+bg3 6.8 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 102 ~s$
jiA1 7 应用预定义扩散过程 104 }DCR(p rD 7.1 创建一个由钛在铌酸锂中扩散所形成的线性波导 104 '[T#d! T 7.2 定义布局设置 106 (]Zyk,[ 7.3 设计波导 107 IY* ~df 7.4 设置模拟参数 108 MfJs?N0 7.5 运行模拟 110 GS<aXhk 7.6 基于钛和镁在铌酸锂中的扩散,创建一个掩埋波导 111 /,tQdD& 7.7 将模板以新的名称进行保存 111 != @U~X|cu 7.8 添加一个新的轮廓 111 |I0O|Zdv 7.9 创建上方的线性波导 112 l.Psh7B2 8 各向异性BPM 115 wZAY0@pA 8.1 定义材料 116 Uk2U: 8.2 创建轮廓 117 &,4 3&pFU 8.3 定义布局设置 118 >TnV
Lx< 8.4 创建线性波导 120 JA")L0a_ 8.5 设置模拟参数 121 l^LYSZg'R8 8.6 预览介电常数分量 122 {9/ayG[98 8.7 创建输入面 123 K6 {0`'x 8.8 运行各向异性BPM模拟 124 %-A #7\ 9 创建一个chip-to-fiber对接耦合器 127 |aaoi4OJ 9.1 定义chip-to-fiber对接耦合器的材料和波导 128 RhL!Zz 9.2 定义布局设置 130 N9|v%-_?) 9.3 创建一个chip-to-fiber对接耦合器 130 )`4g, W 9.4 编辑输入平面 132 |Z"5zL10 9.5 设置模拟参数 134 ~_;x o?@ba 9.6 运行模拟 135 f^EDiG>b` 10 电光调制器 138 XBTtfl
& 10.1 定义电解质材料 139 CyWaXp65 10.2 定义电极材料 140 >$%rs c}^ 10.3 定义轮廓 141 Msk^H7 10.4 绘制波导 144 .b3cn 10.5 绘制电极 147 vvsQf% 10.6 静电模拟 149 ;$0)k(c9 10.7 电光模拟 151 H&yK{0H 11 折射率(RI)扫描 155 Ah|,`0dw 11.1 定义材料和通道 155 f{[ ]m(X; 11.2 定义布局设置 157 fw[Z7`\Q5 11.3 绘制线性波导 160 <<ze84E 11.4 插入输入面 160 0\Q/$#3 11.5 创建脚本 161 b }^ylm 11.6 运行模拟 163 qMHI-h_A 11.7 在OptiBPM_Analyzer中预览结果 163 nc0!ag 12 应用用户自定义扩散轮廓 165 5LIbHSK 12.1 定义材料 165 X}-)io 12.2 创建参考轮廓 166 :X66[V&eH 12.3 定义布局设置 166 2a\?Q|1C 12.4 用户自定义轮廓 167 F$!K/Mm[ 12.5 根据参考轮廓检测用户自定义轮廓 170 aYmC LLj 13 马赫-泽德干涉仪开关 172 N'!: 13.1 定义材料 173 )S,Rx 13.2 创建钛扩散轮廓 173 (|*CVI; 13.3 定义晶圆 174 ipIexv1/S 13.4 创建器件 175 @77%15_Jz 13.5 检查x-y切面的RI轮廓 177 p>O>^R 13.6 定义电极区域 178 C5W}
o:jE )-RI 13.7 定义输入平面和模拟参数 182 RTEzcJ> 13.8 运行模拟 182 AW XBk+ 13.9 创建脚本 184 Zeeixg-1< 14 应用OptiBPM和OptiSystem进行光集成电路模拟-散射数据导出 186 3=)!9;uY 14.1 理论背景 186 !:N&tuJEv 14.2 波导Vertical Offset位置设置 189 $v6`5;#u 14.3 生成脚本数据 190 oaK&!$S] 14.4 导出散射数据 193 o-m9}pV 14.5 创建臂 194 {e1akg. 14.6 在OptiSystem内加载*.s文件 197 [q%Rx!L 14.7 加载两个臂的文件 200 {FrcpcrQa 14.8 在OptiSystem内完成布局 201 DO^K8~] 14.9 连接元件 202 LRuB&4r8 14.10 运行模拟 203 y|e@z f 14.11 创建图以查看结果 204 y\xa<!:g uxKj7!(# SGp}(j> QQ:2987619807 ;:%*h2
|
|