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infotek 2022-02-22 09:29

《OptiBPM入门教程》

前  言 5>h/LE]"  
M,we,!B0  
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。 X39%O'  
~Xc1y!"9*  
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。 wpt5'|I  
cCcJOhk|d  
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。 E5Lq-   
60l!3o"p!  
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?ipo,2~{  
XpPcQIM*  
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。 !w/]V{9`X  
rdH^"(  
《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 gi+FL_8CzU  
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上海讯技光电科技有限公司
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目 录 .g_^! t  
1 入门指南 4 Gz2\&rmN  
1.1 OptiBPM安装及说明 4 0 > QqsQ  
1.2 OptiBPM简介 5 "ZuA._  
1.3 光波导介绍 8 D4*_/,}  
1.4 快速入门 8  WfQZ7e  
2 创建一个简单的MMI耦合器 28 i]& >+R<6  
2.1 定义MMI耦合器材料 28 xu@xP5GB^  
2.2 定义布局设置 29 W>u{JgY  
2.3 创建一个MMI耦合器 31 gFXz:!A  
2.4 插入input plane 35 )Jh:~9L%='  
2.5 运行模拟 39 vnqLcNB H  
2.6 在OptiBPM_Analyzer中查看模拟结果 43 (W#^-*$R  
3 创建一个单弯曲器件 44 c=re(  
3.1 定义一个单弯曲器件 44 lInf,Q7W  
3.2 定义布局设置 45 9 $^b^It  
3.3 创建一个弧形波导 46 NKiWt Z"  
3.4 插入入射面 49 ~6{U^3  
3.5 选择输出数据文件 53 L#fK ,r8  
3.6 运行模拟 54 /&l4 sF1  
3.7 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 57 )ib$*dmUP  
4 创建一个MMI星形耦合器 60 VdGpreRPC  
4.1 定义MMI星形耦合器的材料 60 hb1eEn  
4.2 定义布局设置 61 \T?6TDZ]  
4.3 创建一个MMI星形耦合器 61 <:!:7  
4.4 插入输入面 62 k{bC3)'$#R  
4.5 运行模拟 63 hJ75(I *j  
4.6 预览最大值 65 BY@l:y4  
4.7 绘制波导 69 ,M$h3B\;r  
4.8 指定输出波导的路径 69 Ged} qXn  
4.9 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 71 x#hSN|'"  
4.10 添加输出波导并预览仿真结果 72 |{MXDx  
4.11 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 74 znAo]F9=J"  
5 基于VB脚本进行波长扫描 75 (~fv;}}v  
5.1 定义波导材料 75 aJ[|80U  
5.2 定义布局设置 76 |<%v`*  
5.3 创建波导 76 H`jnChD:M'  
5.4 修改输入平面 77 77'@U(  
5.5 指定波导的路径 78 V?~!Dp  
5.6 运行模拟 79 ;_0frX  
5.7 在OptiBPM_Simulator中预览模拟结果 81 ^b 3nEcQn  
5.8 应用VB脚本进行模拟 82 HE0m#  
5.9 在OptiBPM_Analyzer中查看模拟结果 84 u,]qrlx{  
6 应用VB脚本设计一个3dB的耦合器 88 1! 5VWF0  
6.1 定义3dB耦合器所需的材料 88 .etG>tH  
6.2 定义布局结构 89 z6|kEc"{  
6.3 绘制并定位波导 91 @S 0mNA  
6.4 生成布局脚本 95 H%0WD_  
6.5 插入和编辑输入面 97 szD9z{9"y  
6.6 运行模拟 98 -] G=Q1 1  
6.7 修改布局脚本 100 gw$?&[wY  
6.8 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 102 tjQ6[`  
7 应用预定义扩散过程 104 U[z2{\  
7.1 创建一个由钛在铌酸锂中扩散所形成的线性波导 104 7c8`D;A-K  
7.2 定义布局设置 106 szXqJG8|  
7.3 设计波导 107 j.c{%UYj  
7.4 设置模拟参数 108 @?gRWH;Pq  
7.5 运行模拟 110 '=J|IN7WT  
7.6 基于钛和镁在铌酸锂中的扩散,创建一个掩埋波导 111 1v*N]}`HU  
7.7 将模板以新的名称进行保存 111 i?,\>LTG  
7.8 添加一个新的轮廓 111 Bq,MTzxD  
7.9 创建上方的线性波导 112 WP'.o  
8 各向异性BPM 115 :k2 J &@8  
8.1 定义材料 116 5Ha(i [d  
8.2 创建轮廓 117 ,[3}t%Da  
8.3 定义布局设置 118 yh'*eli  
8.4 创建线性波导 120 %CqG/ol  
8.5 设置模拟参数 121 dJ>tM'G  
8.6 预览介电常数分量 122 {7` 1m!R  
8.7 创建输入面 123 !Z0S@]C  
8.8 运行各向异性BPM模拟 124 40[@d  
9 创建一个chip-to-fiber对接耦合器 127 )~IOsTjI  
9.1 定义chip-to-fiber对接耦合器的材料和波导 128 6XnUs1O  
9.2 定义布局设置 130 /?a9g>G%N  
9.3 创建一个chip-to-fiber对接耦合器 130 Ml/K~H tN  
9.4 编辑输入平面 132 y( UWh4?t  
9.5 设置模拟参数 134 s+^1\  
9.6 运行模拟 135 U&SSc@of  
10 电光调制器 138 %v UUx+  
10.1 定义电解质材料 139 =%|f-x  
10.2 定义电极材料 140 ~*`wRiUhis  
10.3 定义轮廓 141 $QwzL/a  
10.4 绘制波导 144 j$4lyDfD  
10.5 绘制电极 147 IR32O,)  
10.6 静电模拟 149 cQ3p|a `  
10.7 电光模拟 151 z?GtC{L9  
11 折射率(RI)扫描 155 .=) *Qx+  
11.1 定义材料和通道 155 #c9MVQ_   
11.2 定义布局设置 157 #A:^XAU1Z@  
11.3 绘制线性波导 160 O%<+&Q7  
11.4 插入输入面 160 "B9zQ,[Q  
11.5 创建脚本 161 rddn"~lm1  
11.6 运行模拟 163 ?"kU+tCxg  
11.7 在OptiBPM_Analyzer中预览结果 163 Jg$ NYs.xZ  
12 应用用户自定义扩散轮廓 165 &SPIu,  
12.1 定义材料 165 ]qx!51S  
12.2 创建参考轮廓 166 21] K7  
12.3 定义布局设置 166 3f:]*U+O  
12.4 用户自定义轮廓 167 [q^pMH#U"  
12.5 根据参考轮廓检测用户自定义轮廓 170 9l,8:%X_  
13 马赫-泽德干涉仪开关 172 fT<3~Z>m  
13.1 定义材料 173 ?.ofs}  
13.2 创建钛扩散轮廓 173 d <zD@ z  
13.3 定义晶圆 174 .ts XQf  
13.4 创建器件 175 Psm9hP :m  
13.5 检查x-y切面的RI轮廓 177 AP9\]qZ(7  
13.6 定义电极区域 178 $?9u;+jIR  
MfA%Xep  
13.7 定义输入平面和模拟参数 182 ~se ;L  
13.8 运行模拟 182 k8cR`5 @PK  
13.9 创建脚本 184 I]~s{I(EK  
14 应用OptiBPM和OptiSystem进行光集成电路模拟-散射数据导出 186 r^Soqom3  
14.1 理论背景 186 "o@R}_4]q  
14.2 波导Vertical Offset位置设置 189 #nKGU"$+  
14.3 生成脚本数据 190 *48LQzc  
14.4 导出散射数据 193 I,V'J|=j  
14.5 创建臂 194 k1LbWR1%wB  
14.6 在OptiSystem内加载*.s文件 197 uL^X$8K;(  
14.7 加载两个臂的文件 200 lxBcO/  
14.8 在OptiSystem内完成布局 201 !_?HSDAj"n  
14.9 连接元件 202 MW0CqMi]T  
14.10 运行模拟 203 $$R- >  
14.11 创建图以查看结果 204
o+\?E.%%g  
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