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2022-09-06 11:47 |
《OptiBPM入门教程》
前 言 a'\By?V]
t]1ubt2W 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。 1r r@ "x'), 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。 $V6^G*Q &p<(_|Af 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。 g=}v>[k E CGw--`#\ 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。 Bqws!RM'&@ nA>sHy 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。 6`\]derSon KRsAv^'] 《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 (UNtRz'=; nD"~?*Lt
上海讯技光电科技有限公司 2021年4月 $N$ FtpB #y]3LC#)^G 目 录 T)7TyE|"2g 1 入门指南 4 lhC6S'vq 1.1 OptiBPM安装及说明 4 ~$O1`IT 1.2 OptiBPM简介 5 SN+S6 1.3 光波导介绍 8 FqA3{ 1.4 快速入门 8 sPNfbCOz 2 创建一个简单的MMI耦合器 28 M/V(5IoP( 2.1 定义MMI耦合器材料 28 ZeasYSo4P 2.2 定义布局设置 29 MrE<vw@he 2.3 创建一个MMI耦合器 31 jj\ [7 O* 2.4 插入input plane 35 ]8 U ~Iy 2.5 运行模拟 39 b'>8ZIY 2.6 在OptiBPM_Analyzer中查看模拟结果 43 #`tD1T{; 3 创建一个单弯曲器件 44 J."{<& 3.1 定义一个单弯曲器件 44 d&:H&o)T! 3.2 定义布局设置 45 Tc
ZnmN 3.3 创建一个弧形波导 46 yt.c5>B^ 3.4 插入入射面 49 |U[y_Y\a 3.5 选择输出数据文件 53 v@ONo?) 3.6 运行模拟 54 o6j"OZcv 3.7 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 57 ^[h2% c$ 4 创建一个MMI星形耦合器 60 X<Za9 4.1 定义MMI星形耦合器的材料 60 mp`PE= 4.2 定义布局设置 61 coQ[@vu 4.3 创建一个MMI星形耦合器 61 ]S8LY.Az5 4.4 插入输入面 62 !"4w&bQ 4.5 运行模拟 63 &jts:^N> 4.6 预览最大值 65 {ctwo X[; 4.7 绘制波导 69 si/er"&o 4.8 指定输出波导的路径 69 rb_Z5T 4.9 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 71 KS!yT_O 4.10 添加输出波导并预览仿真结果 72 ;?9A(q_Z 4.11 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 74 i|2$8G3 5 基于VB脚本进行波长扫描 75 ;cSGlE | 5.1 定义波导材料 75 @vH2Vydu 5.2 定义布局设置 76 V> a*3D 5.3 创建波导 76 q&M:17+:Q 5.4 修改输入平面 77 `ENP=kL(+ 5.5 指定波导的路径 78 P!+v:'P5f 5.6 运行模拟 79 |Mg }2!/L 5.7 在OptiBPM_Simulator中预览模拟结果 81 6c\DJD 5.8 应用VB脚本进行模拟 82 #MTj)P, 5.9 在OptiBPM_Analyzer中查看模拟结果 84 @[r ={s\ 6 应用VB脚本设计一个3dB的耦合器 88 [%.18FWI 6.1 定义3dB耦合器所需的材料 88 GEE
]Kr 6.2 定义布局结构 89 t!l%/$- 6.3 绘制并定位波导 91 hYvNcOSks 6.4 生成布局脚本 95 cb+y9wA 6.5 插入和编辑输入面 97 Z*bC#s? 6.6 运行模拟 98 (L#%!bd 6.7 修改布局脚本 100 fcAIg(vW 6.8 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 102 Qyj(L[K J 7 应用预定义扩散过程 104 AUAI3K? 7.1 创建一个由钛在铌酸锂中扩散所形成的线性波导 104 ,RK3eQ 7.2 定义布局设置 106 /_OOPt=G 7.3 设计波导 107 )1_(>|@oi 7.4 设置模拟参数 108 O_CT+Ou 7.5 运行模拟 110 Z\!rH"8 7.6 基于钛和镁在铌酸锂中的扩散,创建一个掩埋波导 111 }'`xu9< 7.7 将模板以新的名称进行保存 111 <ZrFOb 7.8 添加一个新的轮廓 111 _W9&J&l0so 7.9 创建上方的线性波导 112 zUQe0Gc.b^ 8 各向异性BPM 115 A[9NP-~ 8.1 定义材料 116 ~L){O*Z 8.2 创建轮廓 117 [2H[5<tH 8.3 定义布局设置 118 Ygx,t|?7 8.4 创建线性波导 120 5+y`P$K@ 8.5 设置模拟参数 121 n#>5?W 8.6 预览介电常数分量 122 t&f" jPu> 8.7 创建输入面 123 @KJV1t` 8.8 运行各向异性BPM模拟 124 &|z|SY]DL 9 创建一个chip-to-fiber对接耦合器 127 e`ex]py<C 9.1 定义chip-to-fiber对接耦合器的材料和波导 128 "UpOY 9.2 定义布局设置 130 66dTs,C 9.3 创建一个chip-to-fiber对接耦合器 130 b Fn(w:1Q 9.4 编辑输入平面 132 #7C6yXb% 9.5 设置模拟参数 134 N(7u],(Om 9.6 运行模拟 135 .D3`'K3t{[ 10 电光调制器 138 [0(mFMC` 10.1 定义电解质材料 139 -$ali[ 10.2 定义电极材料 140 @H4wHlb 10.3 定义轮廓 141 {_Np<r;j< 10.4 绘制波导 144 Loc8eToZ 10.5 绘制电极 147 ~*kK4]lP 10.6 静电模拟 149 +{0=<2(EC 10.7 电光模拟 151 I}ndRDz[ 11 折射率(RI)扫描 155 D8 wG!X 11.1 定义材料和通道 155 XC}1_VWs 11.2 定义布局设置 157 >.@MR<H#5 11.3 绘制线性波导 160 4L$};L 11.4 插入输入面 160 "MTq{f2? 11.5 创建脚本 161 wNR=?Z~ 11.6 运行模拟 163 qu!<lW~c 11.7 在OptiBPM_Analyzer中预览结果 163 :P"9;$FY 12 应用用户自定义扩散轮廓 165 6,zDBax 12.1 定义材料 165 p`LL 12.2 创建参考轮廓 166 U-ULQ| 6U 12.3 定义布局设置 166 hvL6zCi 12.4 用户自定义轮廓 167 VHj*aBHB 12.5 根据参考轮廓检测用户自定义轮廓 170 ME,duY/>Q 13 马赫-泽德干涉仪开关 172 $WJy?_c 13.1 定义材料 173 4NI'(#l 13.2 创建钛扩散轮廓 173 tB!|p 6 13.3 定义晶圆 174 0pCDEs 13.4 创建器件 175 r=|vad$ 13.5 检查x-y切面的RI轮廓 177 6iyt2qkh 13.6 定义电极区域 178 @NBXyC8,Z 更多详情请加微联系[attachment=114302] %D. @L
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