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infotek 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。 Xe@:Aun  
FH7l6b,^  
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。 Em/? 4&  
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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。 sDjbvC0  
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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。 HA~BXxa/  
(~]0)J  
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。 |yi#6!}^  
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《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 j0A9;AP;;C  
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上海讯技光电科技有限公司
2021年4月 bjql<x5d  
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目 录
d+%Rg\ v  
1 入门指南 4 kD#hfYs)i  
1.1 OptiBPM安装及说明 4 AIt;~x  
1.2 OptiBPM简介 5 APqYf<W  
1.3 光波导介绍 8 %( #kJZ  
1.4 快速入门 8 5KL??ao-  
2 创建一个简单的MMI耦合器 28 (`&E^t  
2.1 定义MMI耦合器材料 28 [wM]w  
2.2 定义布局设置 29 AV;x'H7G  
2.3 创建一个MMI耦合器 31 Zn]!*}  
2.4 插入input plane 35 3W55 m@w  
2.5 运行模拟 39 B=|m._OL]n  
2.6 在OptiBPM_Analyzer中查看模拟结果 43 oe{,-<yck  
3 创建一个单弯曲器件 44 077 wk  
3.1 定义一个单弯曲器件 44 }!jn%@_y@  
3.2 定义布局设置 45 /N=M9i\;  
3.3 创建一个弧形波导 46 pZ&?uo67_  
3.4 插入入射面 49 W"\O+  
3.5 选择输出数据文件 53 (RI+4V1  
3.6 运行模拟 54 E/3<8cV  
3.7 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 57 6yedl0@wa!  
4 创建一个MMI星形耦合器 60 $mut v=IO  
4.1 定义MMI星形耦合器的材料 60 [*d<LAnuWP  
4.2 定义布局设置 61 TH? wXd\  
4.3 创建一个MMI星形耦合器 61 }PxP J$o  
4.4 插入输入面 62 XWBTBL  
4.5 运行模拟 63 mZ#h p}\.  
4.6 预览最大值 65 O.$OLK;v  
4.7 绘制波导 69 I0}G, q  
4.8 指定输出波导的路径 69 j&Y{ CFuZ  
4.9 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 71 Io]KlR@!T  
4.10 添加输出波导并预览仿真结果 72 8RU91H8fE  
4.11 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 74 Aw=GvCo<  
5 基于VB脚本进行波长扫描 75 Lo5CVlK  
5.1 定义波导材料 75 lh*!f$2 ~  
5.2 定义布局设置 76 SVqKG+{My  
5.3 创建波导 76 <L:}u!  
5.4 修改输入平面 77 #oxP,LR  
5.5 指定波导的路径 78 K# BZ Jcb  
5.6 运行模拟 79 h:{^&d a  
5.7 在OptiBPM_Simulator中预览模拟结果 81 zC>zkFT>H  
5.8 应用VB脚本进行模拟 82 ?5rM'O2  
5.9 在OptiBPM_Analyzer中查看模拟结果 84 r<EwtO+x  
6 应用VB脚本设计一个3dB的耦合器 88 d%Nx/DS)  
6.1 定义3dB耦合器所需的材料 88 8eD/9PD=F  
6.2 定义布局结构 89 c!J|vRA5  
6.3 绘制并定位波导 91 4[n[Ch=lu  
6.4 生成布局脚本 95 p%-m" u  
6.5 插入和编辑输入面 97 cD]#6PFA  
6.6 运行模拟 98 yI.hN  
6.7 修改布局脚本 100 Hzojv<c  
6.8 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 102 (n4Uc308  
7 应用预定义扩散过程 104 {h~<!sEX  
7.1 创建一个由钛在铌酸锂中扩散所形成的线性波导 104 jYnP)xX;  
7.2 定义布局设置 106 |]tsf /SA  
7.3 设计波导 107 x(y=.4Yf+  
7.4 设置模拟参数 108 %QFeQ(b/(  
7.5 运行模拟 110 XrN]}S$N  
7.6 基于钛和镁在铌酸锂中的扩散,创建一个掩埋波导 111 gv/yfiA?  
7.7 将模板以新的名称进行保存 111 8QN/D\uq  
7.8 添加一个新的轮廓 111 o;'-^ LJ  
7.9 创建上方的线性波导 112 )KcY<K  
8 各向异性BPM 115 'Jl3%axR  
8.1 定义材料 116 9 N9Q#o$!.  
8.2 创建轮廓 117 :[bpMP<bz;  
8.3 定义布局设置 118 .MW/XnCYs4  
8.4 创建线性波导 120 `a]feAl  
8.5 设置模拟参数 121 Tu-I".d+  
8.6 预览介电常数分量 122 fP;2qho  
8.7 创建输入面 123 ~Ut?'}L( d  
8.8 运行各向异性BPM模拟 124 ;-!O+c  
9 创建一个chip-to-fiber对接耦合器 127 s Vg89I&  
9.1 定义chip-to-fiber对接耦合器的材料和波导 128 Lr<?eWdCwJ  
9.2 定义布局设置 130 p@%H. 5&&  
9.3 创建一个chip-to-fiber对接耦合器 130 c}D>.x|]  
9.4 编辑输入平面 132 [_zoJ  
9.5 设置模拟参数 134 js)I%Z  
9.6 运行模拟 135 yr34&M(a  
10 电光调制器 138 `lN Z|U  
10.1 定义电解质材料 139 <*5`TE0J  
10.2 定义电极材料 140 bh UghHT  
10.3 定义轮廓 141 bC%}1wwh  
10.4 绘制波导 144 jn#Ok@tZ  
10.5 绘制电极 147 4L)Ox;6>  
10.6 静电模拟 149 *sq+ Vc(  
10.7 电光模拟 151 5g4xhYl70n  
11 折射率(RI)扫描 155 nIv/B/>pZ  
11.1 定义材料和通道 155  ){xMMQ5  
11.2 定义布局设置 157 ~ ]^<*R  
11.3 绘制线性波导 160 8AIAv_ g  
11.4 插入输入面 160 'cvc\=p  
11.5 创建脚本 161 .*+e?-  
11.6 运行模拟 163 6x"|,,&MD0  
11.7 在OptiBPM_Analyzer中预览结果 163 G?v]|wdI  
12 应用用户自定义扩散轮廓 165 0xpE+GY  
12.1 定义材料 165 x).`nZ1  
12.2 创建参考轮廓 166 6cbIs_ g  
12.3 定义布局设置 166 ^li(q]g1!  
12.4 用户自定义轮廓 167 znu [i&\=  
12.5 根据参考轮廓检测用户自定义轮廓 170 `zMR?F`  
13 马赫-泽德干涉仪开关 172 #(d /A<  
13.1 定义材料 173 % !p/r`  
13.2 创建钛扩散轮廓 173 I)}T4OOc/  
13.3 定义晶圆 174 M;1B}x@  
13.4 创建器件 175 H"%SzU  
13.5 检查x-y切面的RI轮廓 177 ,v>| Ub,  
13.6 定义电极区域 178 ~VaO,8&+L  
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