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2022-07-19 09:17 |
书籍-《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。 C<\|4ERp @4D$Xl OptiBPM是基于光束传输算法(BPM-矢量BPM、半矢量BPM以及标量BPM)来模拟光通过任意波导介质(各向同性与各向异性)。并可使用合适的数值方法,如Crank-Nicholson方法和Scheme Parameter以及ADI,来进行计算,计算过程中可以使用合适的边界条件,如TBC和PML边界条件,以完成整个波导结构的仿真和分析,获得任意位置处的电磁场分布。 M38QA iii2nmiK 通过OptiBPM,科研人员可以同时观察近场分布(包含幅度、相位等),检测辐射以及方向场(Guided Field)。OptiBPM能够提升科研人员在波导器件设计的效率,减小风险并降低整体研发产品成本。 !e>EDYbY COa"zg 本书详细描述了各类光波导模型的创建以及分析方法,旨在帮助OptiBPM软件初学者快速学会常用的软件功能。本书主要参考OptiWave公司发布的案例以及相关操作手册翻译整理而成。 #xS8 V\"x#uB 本书第一章主要介绍了软件的安装方法以及软件的开发背景,第二~十三章,分别描述了如何创建以及分析常见的波导类器件,如MMI耦合器、MMI星形耦合器、3dB耦合器、电光调制器、Chip-to-Fiber对接耦合器、马赫泽德干涉仪等,并包含了创建各类波导的方法和分析方法,如参数扫描,脚本自定义等。第十四章主要描述了如何将OptiBPM设计的元器件,导入到OptiSystem(一款光通信系统模拟仿真软件)中做联合仿真,可以查看此元器件在光通信系统中的具体行为。 r-+ .Ax4L" IR,`- 《OptiBPM入门指南》,是由上海讯技光电工程师翻译整理而来,译者希望本书能够对OptiBPM的使用者有所帮助,通过学习后能够较好的掌握OptiBPM软件的基本使用方法。由于译者水平有限,书中错误纰漏之处在所难免,敬请同行读者批评和指正 wYJ. F spV/+jy{
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7p(^I*| 目 录 sV+/JDl 1 入门指南 4 ~JsTHE$F 1.1 OptiBPM安装及说明 4 !PI& y 1.2 OptiBPM简介 5 8=H!&+aGh 1.3 光波导介绍 8 gh3XC.& 1.4 快速入门 8 5uuZ t0V\ 2 创建一个简单的MMI耦合器 28 wG4=[d 2.1 定义MMI耦合器材料 28 PYYOC"$ 2.2 定义布局设置 29 CxC&+'; 2.3 创建一个MMI耦合器 31 :e5)Q=lX 2.4 插入input plane 35 gf^"sfNk 2.5 运行模拟 39 -aPvls 2.6 在OptiBPM_Analyzer中查看模拟结果 43 GQOz\ic 3 创建一个单弯曲器件 44 &
Me%ZM0 3.1 定义一个单弯曲器件 44 oX@0+*" 3.2 定义布局设置 45 z!quA7s<] 3.3 创建一个弧形波导 46 mYf7?I~ 3.4 插入入射面 49 "k(Ee 3.5 选择输出数据文件 53 _6"!y
]Q 3.6 运行模拟 54 j_VTa/ 3.7 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 57 z^to"j 4 创建一个MMI星形耦合器 60 rYbb&z!u 4.1 定义MMI星形耦合器的材料 60 <GI{`@5C 4.2 定义布局设置 61 sG`:mc~0 4.3 创建一个MMI星形耦合器 61 @sRUl
,M;Z 4.4 插入输入面 62 lV/-jkR 4.5 运行模拟 63 K'EGm #I 4.6 预览最大值 65 @bQf =N+ 4.7 绘制波导 69 A\9QgM 4.8 指定输出波导的路径 69 !fXw X3B 4.9 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 71 >
Q+Bw"W< 4.10 添加输出波导并预览仿真结果 72 ?'_E$ 4.11 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 74 ?+)O4?# 5 基于VB脚本进行波长扫描 75 2?hc94 5.1 定义波导材料 75 JyY-@GF 5.2 定义布局设置 76 y<bA Y_-[ 5.3 创建波导 76 a%a_sR\) 5.4 修改输入平面 77 Sdl1k+u 5.5 指定波导的路径 78 z;GR(;w/ 5.6 运行模拟 79 _Gv[ D 5.7 在OptiBPM_Simulator中预览模拟结果 81 =l?F_ 5.8 应用VB脚本进行模拟 82 ,"~#s( 5.9 在OptiBPM_Analyzer中查看模拟结果 84 1'wwwxe7 6 应用VB脚本设计一个3dB的耦合器 88 [;3` Aw 6.1 定义3dB耦合器所需的材料 88 7/nnl0u8 6.2 定义布局结构 89 T2-n;8t 6.3 绘制并定位波导 91
]3Z?Q 6.4 生成布局脚本 95 #?/&H;n_8S 6.5 插入和编辑输入面 97 EY=`/~|c 6.6 运行模拟 98 2JNO@ 6.7 修改布局脚本 100 9~ 8 A> 6.8 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 102 ns|)VX 7 应用预定义扩散过程 104 I^>m-M. 7.1 创建一个由钛在铌酸锂中扩散所形成的线性波导 104 gPs%v`y)*D 7.2 定义布局设置 106 +cS%b}O`$ 7.3 设计波导 107 ?}4 =A&][ 7.4 设置模拟参数 108 \ 8v{9Yb 7.5 运行模拟 110 v0762w 7.6 基于钛和镁在铌酸锂中的扩散,创建一个掩埋波导 111 es}j6A1 7.7 将模板以新的名称进行保存 111
"LyMw){ 7.8 添加一个新的轮廓 111 ^V]DQ%v"I 7.9 创建上方的线性波导 112 GRV#f06 8 各向异性BPM 115 Y)*5M 8.1 定义材料 116 @Sb 86Ee 8.2 创建轮廓 117 7?Vo([8 8.3 定义布局设置 118 %Q9
iR5? 8.4 创建线性波导 120 bqjj6bf'o 8.5 设置模拟参数 121 NjT#p8d X 8.6 预览介电常数分量 122 thWQU"z4 8.7 创建输入面 123 )c
vA}U.z 8.8 运行各向异性BPM模拟 124 > <cK 9 创建一个chip-to-fiber对接耦合器 127 u2=gG. 9.1 定义chip-to-fiber对接耦合器的材料和波导 128 @]$qJFXx 9.2 定义布局设置 130 g wM~W 9.3 创建一个chip-to-fiber对接耦合器 130 ?M'_L']N[ 9.4 编辑输入平面 132 .I%p0ds1r 9.5 设置模拟参数 134 }1<_ 9.6 运行模拟 135 H"hL+F ^ 10 电光调制器 138 &w@~@] 10.1 定义电解质材料 139 Xq"@Z 10.2 定义电极材料 140 V_Owi5h 10.3 定义轮廓 141 \wW'Hk= 10.4 绘制波导 144
#P:o 10.5 绘制电极 147 XEd|<+P1 10.6 静电模拟 149 5r1{l%? 10.7 电光模拟 151 @o&.]FZs 11 折射率(RI)扫描 155 < | |