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2022-08-04 09:03 |
《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。 G4&s_M$ l{3B}_, 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。 ]-PzN'5\' LHAlXo; 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。 aD/Rr3v> ^\)a[OWp 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。 bIKg>U'5d y>{:[L9* 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。 0oe<=L]F z*Sm5i&)_q 《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 gjF5~
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上海讯技光电科技有限公司 2021年4月 d{
(,Gy>I ,N/@=As9$ 目 录 IS C.~q2 1 入门指南 4 f49kf** 1.1 OptiBPM安装及说明 4 ]!UYl 1.2 OptiBPM简介 5 ]`o5eByo 1.3 光波导介绍 8 vccWe7rh 1.4 快速入门 8 I8*VM3 2 创建一个简单的MMI耦合器 28 wI#8|,]"z 2.1 定义MMI耦合器材料 28 Pms@!yce 2.2 定义布局设置 29 ;%|im? 2.3 创建一个MMI耦合器 31 wAMg"ImJ 2.4 插入input plane 35 _8K+iqMZG 2.5 运行模拟 39 fV:15!S[ 2.6 在OptiBPM_Analyzer中查看模拟结果 43 e~h>b.~ 3 创建一个单弯曲器件 44 F[qXIL) 3.1 定义一个单弯曲器件 44 <+8'H:wz 3.2 定义布局设置 45 ,OZ 3.3 创建一个弧形波导 46 ;yH>A ;,K% 3.4 插入入射面 49 bT,:eA 3.5 选择输出数据文件 53 P-m_], 3.6 运行模拟 54 ycGY5t@K@ 3.7 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 57 f^%3zWp|- 4 创建一个MMI星形耦合器 60 lED!}h'4 4.1 定义MMI星形耦合器的材料 60 8K8u|]i 4.2 定义布局设置 61 ;w{<1NH2+. 4.3 创建一个MMI星形耦合器 61 s"(RdJ-, 4.4 插入输入面 62 #ydold{F 4.5 运行模拟 63 mrGV{ {. 4.6 预览最大值 65 ,(jJOFf 4.7 绘制波导 69 /iW+<@Mas 4.8 指定输出波导的路径 69 J?4{#p 4.9 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 71 , 5'o>Y 4.10 添加输出波导并预览仿真结果 72 u ExLj6 4.11 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 74 v|?@k^Ms 5 基于VB脚本进行波长扫描 75 1-RY5R}VR 5.1 定义波导材料 75 `RTxc 5.2 定义布局设置 76 !0
7jr%-~ 5.3 创建波导 76 $m`Dyu 5.4 修改输入平面 77 +sNS 5.5 指定波导的路径 78 >OG189O 5.6 运行模拟 79 0JR/V68$ 5.7 在OptiBPM_Simulator中预览模拟结果 81 2j\_svw' 5.8 应用VB脚本进行模拟 82 g`EZLDjt 5.9 在OptiBPM_Analyzer中查看模拟结果 84 UG1<Xfu| 6 应用VB脚本设计一个3dB的耦合器 88 z*3b2nV 6.1 定义3dB耦合器所需的材料 88 bC&A@.g{ 6.2 定义布局结构 89 glAS$< 6.3 绘制并定位波导 91 2g(_Kdj*{ 6.4 生成布局脚本 95 #%,X),%- 6.5 插入和编辑输入面 97 uJ`N'`Z 6.6 运行模拟 98 tX*@r 6.7 修改布局脚本 100 FlO?E3d 6.8 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 102 ?o<vmIge 7 应用预定义扩散过程 104 (6,:X 7.1 创建一个由钛在铌酸锂中扩散所形成的线性波导 104 HOW<IZ^ 7.2 定义布局设置 106 O{ :{P5 7.3 设计波导 107 " <bjS 7.4 设置模拟参数 108 h'ik3mLH 7.5 运行模拟 110 "2e3 <:$ 7.6 基于钛和镁在铌酸锂中的扩散,创建一个掩埋波导 111 o)Q4+njT@ 7.7 将模板以新的名称进行保存 111 b1xE;0uR 7.8 添加一个新的轮廓 111 *oO%+6nL 7.9 创建上方的线性波导 112 :kZ]Swi 5 8 各向异性BPM 115 &+9 ; 8.1 定义材料 116 g |)>65v 8.2 创建轮廓 117 Quth5 8.3 定义布局设置 118 3}L3n*Ft#. 8.4 创建线性波导 120 jAQ{H 8.5 设置模拟参数 121 g4W$MI 8.6 预览介电常数分量 122 -]%EX:bm 8.7 创建输入面 123 ,>|tQ' 8.8 运行各向异性BPM模拟 124 [*%lm9 x 9 创建一个chip-to-fiber对接耦合器 127 6v@Prw@.b 9.1 定义chip-to-fiber对接耦合器的材料和波导 128 0jp].''RK\ 9.2 定义布局设置 130 <3Ftq= 9.3 创建一个chip-to-fiber对接耦合器 130 v]JET9hY 9.4 编辑输入平面 132 >WHajYO" 9.5 设置模拟参数 134 4vg,g(qi< 9.6 运行模拟 135 zJ`u>:*$ 10 电光调制器 138 [[T7s(3 10.1 定义电解质材料 139 bbL\ xq^ 10.2 定义电极材料 140 YB*)&@yx 10.3 定义轮廓 141 +m_.?V6 10.4 绘制波导 144 Y XhZWo{B 10.5 绘制电极 147 p{?duq= 10.6 静电模拟 149 V``|<`!gd 10.7 电光模拟 151 St;9&A 11 折射率(RI)扫描 155 9FEhl~& 11.1 定义材料和通道 155 SiNgV\('U 11.2 定义布局设置 157 WO>A55Xya 11.3 绘制线性波导 160 _ $PeFE2 11.4 插入输入面 160 rEr=Mi2 11.5 创建脚本 161 cfmwz~S6i 11.6 运行模拟 163 dcKpsX 11.7 在OptiBPM_Analyzer中预览结果 163 +kI}O*s 12 应用用户自定义扩散轮廓 165 _0[z
xOI 12.1 定义材料 165 |\bNFnn( 12.2 创建参考轮廓 166 zkt~[-jm} 12.3 定义布局设置 166 \t{iyUxY 12.4 用户自定义轮廓 167 +5fB?0D; 12.5 根据参考轮廓检测用户自定义轮廓 170 R0M>'V?e 13 马赫-泽德干涉仪开关 172 &UDbH* !4= 13.1 定义材料 173 q~>!_q]FE 13.2 创建钛扩散轮廓 173 c[J 2;"SP 13.3 定义晶圆 174 W *0!Z:? 13.4 创建器件 175 clDn=k< 13.5 检查x-y切面的RI轮廓 177 |@d(2f8 13.6 定义电极区域 178 ->#wDL!6 [attachment=113857]了解详情可以加我微信 2tU3p<[ ~U+<JC Z
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