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2022-09-06 11:47 |
《OptiBPM入门教程》
前 言 Qy9#(596 =NlAGzv!w 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。 okfhd{9 '5{gWV` 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。
!$&K~>` Z}XA(;ck 通过OptiBPM,科研人员可以同时观察近场分布(包含幅度、相位等),检测辐射以及方向场(Guided Field)。OptiBPM能够提升科研人员在波导器件设计的效率,减小风险并降低整体研发产品成本。 `A?/Ww>; %"{SGp 本书详细描述了各类光波导模型的创建以及分析方法,旨在帮助OptiBPM软件初学者快速学会常用的软件功能。本书主要参考OptiWave公司发布的案例以及相关操作手册翻译整理而成。 Thz&wH`W tn:tM5m 本书第一章主要介绍了软件的安装方法以及软件的开发背景,第二~十三章,分别描述了如何创建以及分析常见的波导类器件,如MMI耦合器、MMI星形耦合器、3dB耦合器、电光调制器、Chip-to-Fiber对接耦合器、马赫泽德干涉仪等,并包含了创建各类波导的方法和分析方法,如参数扫描,脚本自定义等。第十四章主要描述了如何将OptiBPM设计的元器件,导入到OptiSystem(一款光通信系统模拟仿真软件)中做联合仿真,可以查看此元器件在光通信系统中的具体行为。 H!7/U_AH C~kw{g+| 《OptiBPM入门指南》,是由上海讯技光电工程师翻译整理而来,译者希望本书能够对OptiBPM的使用者有所帮助,通过学习后能够较好的掌握OptiBPM软件的基本使用方法。由于译者水平有限,书中错误纰漏之处在所难免,敬请同行读者批评和指正 Pc1vf] NO;+:0n
上海讯技光电科技有限公司 2021年4月 ky[FNgQ3n Xi$uK-AHpj 目 录 ](3=7!!J 1 入门指南 4 ?|{P]i?)' 1.1 OptiBPM安装及说明 4 I)n%aT fo8 1.2 OptiBPM简介 5 %}2 s74D*Z 1.3 光波导介绍 8 Pq !\6s@ 1.4 快速入门 8 ,@(lYeD" 2 创建一个简单的MMI耦合器 28 (LQ*U3J]_ 2.1 定义MMI耦合器材料 28 UDGVq S!,E 2.2 定义布局设置 29 4fp}`U 2.3 创建一个MMI耦合器 31 l8jm7@.E 2.4 插入input plane 35 ys09W+B7 2.5 运行模拟 39 'V } -0 2.6 在OptiBPM_Analyzer中查看模拟结果 43 +.gZILw 3 创建一个单弯曲器件 44 9Yd<_B# 3.1 定义一个单弯曲器件 44 KN_3]-+B 3.2 定义布局设置 45 )g+~"&Gcx 3.3 创建一个弧形波导 46 Pv/$;R% 3.4 插入入射面 49 Pe~[qETv 3.5 选择输出数据文件 53 T[q2quXgk 3.6 运行模拟 54 #sN]6 3.7 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 57 }-! 0d*I 4 创建一个MMI星形耦合器 60 f D2.Zh 4.1 定义MMI星形耦合器的材料 60 D8G5,s-. 4.2 定义布局设置 61 RQ!kVM@ 4.3 创建一个MMI星形耦合器 61 3Vs8"BFjz 4.4 插入输入面 62 1Sx2c 4.5 运行模拟 63 9x23## s 4.6 预览最大值 65 |+f@w/+ 4.7 绘制波导 69 4Zo.c*
BZ 4.8 指定输出波导的路径 69 ^#KkO3 4.9 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 71 ?
0p_/mZ 4.10 添加输出波导并预览仿真结果 72 &M&*3 4.11 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 74 #8i DM5:EQ 5 基于VB脚本进行波长扫描 75 l|j 5.1 定义波导材料 75 $mgW|TBXCQ 5.2 定义布局设置 76 ^|hlY]Ev 5.3 创建波导 76 Xq@Bzya 5.4 修改输入平面 77 Z8%?ej`8 5.5 指定波导的路径 78 X @RS
/ 5.6 运行模拟 79 `-/-(v+ i 5.7 在OptiBPM_Simulator中预览模拟结果 81 oIrO%v:'! 5.8 应用VB脚本进行模拟 82 =;ClOy9 5.9 在OptiBPM_Analyzer中查看模拟结果 84 TkBHlTa"= 6 应用VB脚本设计一个3dB的耦合器 88 _Dr9 w&;< 6.1 定义3dB耦合器所需的材料 88 u5;;s@{Ye4 6.2 定义布局结构 89 C.].HQ 6.3 绘制并定位波导 91 T\?$7$/V 6.4 生成布局脚本 95 < KGq 6.5 插入和编辑输入面 97 vhIZkz!9 6.6 运行模拟 98 Ra)wlIx 6.7 修改布局脚本 100 {bHUZen
6.8 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 102
4A"3C 7 应用预定义扩散过程 104 >mJH@,F: 7.1 创建一个由钛在铌酸锂中扩散所形成的线性波导 104 /#jH#f[ 7.2 定义布局设置 106
h!=h0 7.3 设计波导 107 _t&`T 7.4 设置模拟参数 108 |W_;L6) 7.5 运行模拟 110 l0 =[MXM4 7.6 基于钛和镁在铌酸锂中的扩散,创建一个掩埋波导 111 }C4wED. 7.7 将模板以新的名称进行保存 111 Kv0V`}<Yc 7.8 添加一个新的轮廓 111 'b)qP| 7.9 创建上方的线性波导 112 7zM9K+3L 8 各向异性BPM 115 ttOk6- 8.1 定义材料 116 }D># AFs6# 8.2 创建轮廓 117 ysapvQN_6 8.3 定义布局设置 118 |;:g7eb 8.4 创建线性波导 120 .DNPL5[v 8.5 设置模拟参数 121 7UIf 8.6 预览介电常数分量 122 V6Mt;e)C 8.7 创建输入面 123 y+3+iT@i 8.8 运行各向异性BPM模拟 124 &S,_Z/BS; 9 创建一个chip-to-fiber对接耦合器 127 TyDh\f!w 9.1 定义chip-to-fiber对接耦合器的材料和波导 128 <qg4Rz\c] 9.2 定义布局设置 130 m8@&-,T 9.3 创建一个chip-to-fiber对接耦合器 130 XeX\u3<D 9.4 编辑输入平面 132 m/z,MT74*J 9.5 设置模拟参数 134 G %'xEr0n 9.6 运行模拟 135 cbN;Kv?ak} 10 电光调制器 138 nr2 Q[9~ 10.1 定义电解质材料 139 >-w(P/ 10.2 定义电极材料 140 t0+i]lr 10.3 定义轮廓 141 eU\xOTl~<{ 10.4 绘制波导 144 KL3Z( 10.5 绘制电极 147 GLgf%A`5/_ 10.6 静电模拟 149 \yl|*h3 10.7 电光模拟 151 8N%nG(
0 11 折射率(RI)扫描 155 K+pVRDRcs 11.1 定义材料和通道 155 P q$0ih 11.2 定义布局设置 157 q.p.$) 11.3 绘制线性波导 160 R&9FdM3K`: 11.4 插入输入面 160 Z:dp/M} 11.5 创建脚本 161 <+k"3r{y" 11.6 运行模拟 163 M@#T`aS 11.7 在OptiBPM_Analyzer中预览结果 163 >))CXGE 12 应用用户自定义扩散轮廓 165 3/>7b( 12.1 定义材料 165 y~fKLIoz" 12.2 创建参考轮廓 166 4;fuS_(X 12.3 定义布局设置 166 B*N1)J\5 12.4 用户自定义轮廓 167 sxsb)a 12.5 根据参考轮廓检测用户自定义轮廓 170 _bGkJ= 13 马赫-泽德干涉仪开关 172 SRwD`FF 13.1 定义材料 173 I]^>>>p$ 13.2 创建钛扩散轮廓 173 gs5(~YiT6 13.3 定义晶圆 174 qT48Y 13.4 创建器件 175 =}vT>b 13.5 检查x-y切面的RI轮廓 177 1>"-!ADm 13.6 定义电极区域 178 6|zhqb|s 更多详情请加微联系[attachment=114302] K#YQB3rX
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