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2022-04-29 09:16 |
OptiBPM入门教程
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。 ^dE[ ; 6~x a^3G: 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。 M }q;\} &>QxL 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。 !YZKa- *zW]IQ'A 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。 kp#XpcS [(&aVHUj 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。 2b-g`60< -= izu]Fb, 《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 B+Ft
> (@;^uVJP
上海讯技光电科技有限公司 2021年4月 1GB]Yi[> 0j8`M"6 目 录 Q{an[9To~P 1 入门指南 4 v>N*f~n 1.1 OptiBPM安装及说明 4 1b 2 1.2 OptiBPM简介 5 g:GywXW 1.3 光波导介绍 8 AlkHf]oB 1.4 快速入门 8 5)5yH bS 2 创建一个简单的MMI耦合器 28 #z7yoP 2.1 定义MMI耦合器材料 28 C
,|9VH 2.2 定义布局设置 29 0rm(i*Q 2.3 创建一个MMI耦合器 31 #9~,d<H 2.4 插入input plane 35 L
4Z+8* 2.5 运行模拟 39 S.q0L 2.6 在OptiBPM_Analyzer中查看模拟结果 43 $Sa7N%D 3 创建一个单弯曲器件 44 radP%W-U 3.1 定义一个单弯曲器件 44 ~tZB1+%) 3.2 定义布局设置 45 xtKU;+# 3.3 创建一个弧形波导 46 %d%?\jV b 3.4 插入入射面 49 %~8f0B|im 3.5 选择输出数据文件 53 3d4A~!Iz 3.6 运行模拟 54 lP*=4Jh 3.7 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 57
|=![J? 4 创建一个MMI星形耦合器 60 t%0c$c 4.1 定义MMI星形耦合器的材料 60 ?~E"! 4.2 定义布局设置 61 \7pEn 4.3 创建一个MMI星形耦合器 61 y6x./1Nb}< 4.4 插入输入面 62 " Up(Vj@ 4.5 运行模拟 63 8eYEi 4.6 预览最大值 65 1i_%1Oip 4.7 绘制波导 69 %Lb
cwh(9 4.8 指定输出波导的路径 69 Gf:dN_e6. 4.9 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 71 5`g VziS!S 4.10 添加输出波导并预览仿真结果 72 67Qu<9}<- 4.11 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 74 8#- Nx]VM 5 基于VB脚本进行波长扫描 75 xXa4t4gR 5.1 定义波导材料 75 ,^Q~w
b!{ 5.2 定义布局设置 76 V\opC6*L_e 5.3 创建波导 76 "Z;({a$v 5.4 修改输入平面 77 5MKM;6cA&p 5.5 指定波导的路径 78 `'k2gq& 5.6 运行模拟 79 PAtv#)h 5.7 在OptiBPM_Simulator中预览模拟结果 81 `h'=F(v(} 5.8 应用VB脚本进行模拟 82 v ?}0h5 5.9 在OptiBPM_Analyzer中查看模拟结果 84 Vsw:&$ 6 应用VB脚本设计一个3dB的耦合器 88 ^;.u}W 6.1 定义3dB耦合器所需的材料 88 ,J-|.ER-> 6.2 定义布局结构 89 WVKAA. 6.3 绘制并定位波导 91 kWy@wPqms 6.4 生成布局脚本 95 9c }qVf-i 6.5 插入和编辑输入面 97 `wU['{= 6.6 运行模拟 98 a?8)47) 6.7 修改布局脚本 100 ,d&3IhYhD 6.8 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 102 )pT5"{ 7 应用预定义扩散过程 104 WBkx!{\z 7.1 创建一个由钛在铌酸锂中扩散所形成的线性波导 104 #7}M\\$M 7.2 定义布局设置 106 t u{~:Z( 7.3 设计波导 107
bZ OCj1 7.4 设置模拟参数 108 Kg2Du'WQ^ 7.5 运行模拟 110 47Bg[ 7.6 基于钛和镁在铌酸锂中的扩散,创建一个掩埋波导 111 tcsb]/my 7.7 将模板以新的名称进行保存 111 9y;}B
y 7.8 添加一个新的轮廓 111 VBF:MAA 7.9 创建上方的线性波导 112 fjl9* 8 各向异性BPM 115 XMT@<'fI 8.1 定义材料 116 ^Jq('@ 8.2 创建轮廓 117 @xa$two 8.3 定义布局设置 118 b=pk;'- 8.4 创建线性波导 120 R){O]<+ 8.5 设置模拟参数 121 c$L1aZo 8.6 预览介电常数分量 122 Ql l{;A 8.7 创建输入面 123 <)T~_s 8.8 运行各向异性BPM模拟 124 >A6W^J|[ 9 创建一个chip-to-fiber对接耦合器 127 -PGxG 8S 9.1 定义chip-to-fiber对接耦合器的材料和波导 128 |9IOZ>H9 9.2 定义布局设置 130 NCG;`B`i 9.3 创建一个chip-to-fiber对接耦合器 130 i20y\V
os? 9.4 编辑输入平面 132 qQG? k~r 9.5 设置模拟参数 134 Y)1J8kq_ 9.6 运行模拟 135 JS%LJ_J 10 电光调制器 138 a`#lYM%(> 10.1 定义电解质材料 139 6o\uv 10.2 定义电极材料 140 ]4c+{ 10.3 定义轮廓 141 r<!nU&FPD: 10.4 绘制波导 144 2ww
H3} 10.5 绘制电极 147 `67i1w` 10.6 静电模拟 149 PlLt^q.z[ 10.7 电光模拟 151 udA@9a^; 11 折射率(RI)扫描 155 |m"Gr)Gm 11.1 定义材料和通道 155 \y(3b# 11.2 定义布局设置 157 $L6R,%c 11.3 绘制线性波导 160 7H{1i 11.4 插入输入面 160 z
|~+0 11.5 创建脚本 161 LPu*Lkx 11.6 运行模拟 163 0:u:#))1 11.7 在OptiBPM_Analyzer中预览结果 163 nQ+5jGP1 12 应用用户自定义扩散轮廓 165 Uuu2wz3O0 12.1 定义材料 165 aEIz,^3 12.2 创建参考轮廓 166 $`/UG0rdC 12.3 定义布局设置 166 QkD
~ 12.4 用户自定义轮廓 167 gH'hA' 12.5 根据参考轮廓检测用户自定义轮廓 170 [R%*C9Y d 13 马赫-泽德干涉仪开关 172 !3k-' ),z& 13.1 定义材料 173 ``:[Jr& 13.2 创建钛扩散轮廓 173 /NCN wAj7 13.3 定义晶圆 174 ?#(LH\$l_ 13.4 创建器件 175 j<0;JAL 13.5 检查x-y切面的RI轮廓 177 4=|Q2qgFV 13.6 定义电极区域 178 A-=hvJ5T [attachment=112251]具体情况请扫码联系 UWV%y P (&/4wI^M
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