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2021-10-18 11:45 |
《OptiBPM入门教程》
前 言 zXM,cV/s *E*oWb]H 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。 P}]o$nWT X@"G1j >/ OptiBPM是基于光束传输算法(BPM-矢量BPM、半矢量BPM以及标量BPM)来模拟光通过任意波导介质(各向同性与各向异性)。并可使用合适的数值方法,如Crank-Nicholson方法和Scheme Parameter以及ADI,来进行计算,计算过程中可以使用合适的边界条件,如TBC和PML边界条件,以完成整个波导结构的仿真和分析,获得任意位置处的电磁场分布。 7o0zny3? 6Cz
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ztn 通过OptiBPM,科研人员可以同时观察近场分布(包含幅度、相位等),检测辐射以及方向场(Guided Field)。OptiBPM能够提升科研人员在波导器件设计的效率,减小风险并降低整体研发产品成本。 (Vr%4Z8 2j:0!% 本书详细描述了各类光波导模型的创建以及分析方法,旨在帮助OptiBPM软件初学者快速学会常用的软件功能。本书主要参考OptiWave公司发布的案例以及相关操作手册翻译整理而成。 oNtoqYwH u4_QLf@I 本书第一章主要介绍了软件的安装方法以及软件的开发背景,第二~十三章,分别描述了如何创建以及分析常见的波导类器件,如MMI耦合器、MMI星形耦合器、3dB耦合器、电光调制器、Chip-to-Fiber对接耦合器、马赫泽德干涉仪等,并包含了创建各类波导的方法和分析方法,如参数扫描,脚本自定义等。第十四章主要描述了如何将OptiBPM设计的元器件,导入到OptiSystem(一款光通信系统模拟仿真软件)中做联合仿真,可以查看此元器件在光通信系统中的具体行为。 A#6zINK#B {vGJ}q?Sd" 《OptiBPM入门指南》,是由上海讯技光电工程师翻译整理而来,译者希望本书能够对OptiBPM的使用者有所帮助,通过学习后能够较好的掌握OptiBPM软件的基本使用方法。由于译者水平有限,书中错误纰漏之处在所难免,敬请同行读者批评和指正 s-_D,$ | (c>g7d<>n
上海讯技光电科技有限公司 2021年4月 f-G)pHm +ID\u
<? 目 录 'w27Lt'V 1 入门指南 4 :{2~s 1.1 OptiBPM安装及说明 4 IH;sVT$M 1.2 OptiBPM简介 5 Km;}xke6 1.3 光波导介绍 8 JwB'B 1.4 快速入门 8 ICb!AsL 2 创建一个简单的MMI耦合器 28 +]s,VSL5` 2.1 定义MMI耦合器材料 28
v&|65[< 2.2 定义布局设置 29 QYMfxpiC 2.3 创建一个MMI耦合器 31 ^3TNj
2.4 插入input plane 35 (Kwqa"Hk4{ 2.5 运行模拟 39 X3\PVsH$K 2.6 在OptiBPM_Analyzer中查看模拟结果 43 "~5cz0
H3v 3 创建一个单弯曲器件 44 H.m]Dm,z 3.1 定义一个单弯曲器件 44 {YgU23;q 3.2 定义布局设置 45 <@<bX 3.3 创建一个弧形波导 46 HiA E9 3.4 插入入射面 49 755,=U8'wi 3.5 选择输出数据文件 53 oGRk/@ 3.6 运行模拟 54 cvaG[NF 3.7 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 57 E=N$JM 4 创建一个MMI星形耦合器 60 W!wof-1 4.1 定义MMI星形耦合器的材料 60 Qz,2PO 4.2 定义布局设置 61 ${MzOi 4.3 创建一个MMI星形耦合器 61 d 2d-Mk 4.4 插入输入面 62 "_q~S$i^ 4.5 运行模拟 63 hO]F\0+ 4.6 预览最大值 65 tL$,]I$1+ 4.7 绘制波导 69 I&{T 4.B:U 4.8 指定输出波导的路径 69 ?
`p/jA 4.9 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 71 H-PVV&r 4.10 添加输出波导并预览仿真结果 72
xgcxA: 4.11 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 74 nbF<K? 5 基于VB脚本进行波长扫描 75 |n/;x$Cb 5.1 定义波导材料 75 8f9wUPr 5.2 定义布局设置 76 } Bf@69 5.3 创建波导 76 \ZZ6r^99 5.4 修改输入平面 77 sfyLG3$/ 5.5 指定波导的路径 78 fAgeF$9@
5.6 运行模拟 79 cu N9RG 5.7 在OptiBPM_Simulator中预览模拟结果 81 C< c6Ub 5.8 应用VB脚本进行模拟 82 "pM>TMAE 5.9 在OptiBPM_Analyzer中查看模拟结果 84 Hz.i $L0} 6 应用VB脚本设计一个3dB的耦合器 88 ?$|tT\SFV 6.1 定义3dB耦合器所需的材料 88 2iG+Ek-?" 6.2 定义布局结构 89 J'}+0mln 6.3 绘制并定位波导 91 S=_u3OH0 6.4 生成布局脚本 95 <= o<lRU 6.5 插入和编辑输入面 97 /_0B5,6R 6.6 运行模拟 98 -qc'J<*^4 6.7 修改布局脚本 100 &DWSf`:Hx 6.8 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 102 QPVi& *8_ 7 应用预定义扩散过程 104 = LNU%0m 7.1 创建一个由钛在铌酸锂中扩散所形成的线性波导 104 0]4X/u#N 7.2 定义布局设置 106 SZF 8InyF 7.3 设计波导 107 X"!j_*&ED 7.4 设置模拟参数 108 1
pVw,} 7.5 运行模拟 110 TcaW'&(K 7.6 基于钛和镁在铌酸锂中的扩散,创建一个掩埋波导 111 ::>|[ND 7.7 将模板以新的名称进行保存 111 I?'*vAW< 7.8 添加一个新的轮廓 111 NV*
2 7.9 创建上方的线性波导 112 wH ,PA: 8 各向异性BPM 115 vwT1bw . 8.1 定义材料 116 \6|y~5Hw{r 8.2 创建轮廓 117 sfX~X/ 8.3 定义布局设置 118 #kv9$ 8.4 创建线性波导 120 8J3#(aBm 8.5 设置模拟参数 121 q-(~w!e 8.6 预览介电常数分量 122 .b,\.0N 8.7 创建输入面 123 2 nyK'k 8.8 运行各向异性BPM模拟 124 L<!h3n 9 创建一个chip-to-fiber对接耦合器 127 ;0dH@b 9.1 定义chip-to-fiber对接耦合器的材料和波导 128 k* C69 9.2 定义布局设置 130 5nx*D" 9.3 创建一个chip-to-fiber对接耦合器 130 PEI$1,z 9.4 编辑输入平面 132 zDdo RK@ 9.5 设置模拟参数 134 NCKR<!( 9.6 运行模拟 135 j\>&]0-Iq 10 电光调制器 138 0eA<nK 10.1 定义电解质材料 139 ^aB;Oo 10.2 定义电极材料 140 gX{j$]^6G8 10.3 定义轮廓 141 2H`r:x<Z- 10.4 绘制波导 144 { 4j<X5V 10.5 绘制电极 147 }rJqMZ]w 10.6 静电模拟 149 c,r6+oX 10.7 电光模拟 151 2U[/"JL 11 折射率(RI)扫描 155 Tv|'6P 11.1 定义材料和通道 155 jA,y.(mR 11.2 定义布局设置 157 f!+d*9 11.3 绘制线性波导 160 &`m.]RV 11.4 插入输入面 160 5$U 49j 11.5 创建脚本 161 (csk
11.6 运行模拟 163 1|p\rHGd 11.7 在OptiBPM_Analyzer中预览结果 163 ;-1KPDIp` 12 应用用户自定义扩散轮廓 165 +O8[4zn&k 12.1 定义材料 165 (Mfqzy 12.2 创建参考轮廓 166 1O Ft}>1 12.3 定义布局设置 166 vu.ug$T 12.4 用户自定义轮廓 167 Z2W&_(^.h 12.5 根据参考轮廓检测用户自定义轮廓 170 ,O:4[M !$w 13 马赫-泽德干涉仪开关 172 @{IX
do 13.1 定义材料 173 hWt_}' 13.2 创建钛扩散轮廓 173 !\'w>y7 13.3 定义晶圆 174 F[coa5 13.4 创建器件 175 gX!K%qJBg 13.5 检查x-y切面的RI轮廓 177 5i6Ji( 13.6 定义电极区域 178 CRo@+p10 ?.,F3@W " 13.7 定义输入平面和模拟参数 182 A@3'I ; 13.8 运行模拟 182 KYTXf+ oh 13.9 创建脚本 184 {%wrx'< 14 应用OptiBPM和OptiSystem进行光集成电路模拟-散射数据导出 186 x<t?Yc9 14.1 理论背景 186 F4=X(P_6 14.2 波导Vertical Offset位置设置 189 */{y% 14.3 生成脚本数据 190 HAc"pG 14.4 导出散射数据 193 |+h x2?Nv 14.5 创建臂 194 VKPsg 14.6 在OptiSystem内加载*.s文件 197 ;-i)}< 14.7 加载两个臂的文件 200 HE*^!2f 14.8 在OptiSystem内完成布局 201 &x (D%+ 14.9 连接元件 202 rE"FN~9P 14.10 运行模拟 203 JSFNn]z2P 14.11 创建图以查看结果 204 XFFm'W6@ +^J&x>5 ([m4dr QQ:2987619807 l/?bXNt
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