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infotek 2022-11-28 08:35

《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。 i=@*F$,  
p10->BBg  
OptiBPM是基于光束传输算法(BPM-矢量BPM、半矢量BPM以及标量BPM)来模拟光通过任意波导介质(各向同性与各向异性)。并可使用合适的数值方法,如Crank-Nicholson方法和Scheme Parameter以及ADI,来进行计算,计算过程中可以使用合适的边界条件,如TBC和PML边界条件,以完成整个波导结构的仿真和分析,获得任意位置处的电磁场分布。 Sq%R  
oef(i}8O@  
通过OptiBPM,科研人员可以同时观察近场分布(包含幅度、相位等),检测辐射以及方向场(Guided Field)。OptiBPM能够提升科研人员在波导器件设计的效率,减小风险并降低整体研发产品成本。 g.Q ?Z{  
=j-{Mxb3  
本书详细描述了各类光波导模型的创建以及分析方法,旨在帮助OptiBPM软件初学者快速学会常用的软件功能。本书主要参考OptiWave公司发布的案例以及相关操作手册翻译整理而成。 3&f{lsLAC  
KW\`&ki  
本书第一章主要介绍了软件的安装方法以及软件的开发背景,第二~十三章,分别描述了如何创建以及分析常见的波导类器件,如MMI耦合器、MMI星形耦合器、3dB耦合器、电光调制器、Chip-to-Fiber对接耦合器、马赫泽德干涉仪等,并包含了创建各类波导的方法和分析方法,如参数扫描,脚本自定义等。第十四章主要描述了如何将OptiBPM设计的元器件,导入到OptiSystem(一款光通信系统模拟仿真软件)中做联合仿真,可以查看此元器件在光通信系统中的具体行为。 \&0NH=*^  
?*=Jq  
《OptiBPM入门指南》,是由上海讯技光电工程师翻译整理而来,译者希望本书能够对OptiBPM的使用者有所帮助,通过学习后能够较好的掌握OptiBPM软件的基本使用方法。由于译者水平有限,书中错误纰漏之处在所难免,敬请同行读者批评和指正 Sb.;$Be5g  
 3@*8\  
上海讯技光电科技有限公司
2021年4月 +,,~ <Vm  
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目 录
d|3[MnU[a  
1 入门指南 4 A\>qoR!Y  
1.1 OptiBPM安装及说明 4 '"Gi&:*nQ<  
1.2 OptiBPM简介 5 ; V8 =B8w  
1.3 光波导介绍 8 /DCUwg=0  
1.4 快速入门 8 RWYA`  
2 创建一个简单的MMI耦合器 28 6*tGf`Pfdw  
2.1 定义MMI耦合器材料 28 vHmn)d1pl  
2.2 定义布局设置 29 -[z;y73]t  
2.3 创建一个MMI耦合器 31 #%~wuCn<K  
2.4 插入input plane 35 #"l=Lv  
2.5 运行模拟 39 $v,_8{ !  
2.6 在OptiBPM_Analyzer中查看模拟结果 43 ^Ue>T 8  
3 创建一个单弯曲器件 44 :v`o="  
3.1 定义一个单弯曲器件 44 r.[kD"l  
3.2 定义布局设置 45 * -)aGL  
3.3 创建一个弧形波导 46 <>cajQ@  
3.4 插入入射面 49 c)?y3LX  
3.5 选择输出数据文件 53 e8Jd*AKjb  
3.6 运行模拟 54 \TjsXy=:)  
3.7 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 57 v2NzPzzyb  
4 创建一个MMI星形耦合器 60 HUH=Y;  
4.1 定义MMI星形耦合器的材料 60 5n<Efi]j  
4.2 定义布局设置 61 Q =Z-vTD+  
4.3 创建一个MMI星形耦合器 61 7y!{lr=n  
4.4 插入输入面 62 @L0.Z1 ).  
4.5 运行模拟 63 YRFM1?*  
4.6 预览最大值 65 +m_quQ/ys  
4.7 绘制波导 69 zrcSPh  
4.8 指定输出波导的路径 69 pV_2JXM~@  
4.9 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 71 /n_N`VJ7H  
4.10 添加输出波导并预览仿真结果 72 ;TYkJH"  
4.11 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 74 K=V)"v5o3  
5 基于VB脚本进行波长扫描 75 -O\`G<s%  
5.1 定义波导材料 75 IIzdCa{l  
5.2 定义布局设置 76 1:?Wv DN=  
5.3 创建波导 76 +]G;_/[2  
5.4 修改输入平面 77 o4xZaF4+  
5.5 指定波导的路径 78 s<:J(gD  
5.6 运行模拟 79 !^w+<p  
5.7 在OptiBPM_Simulator中预览模拟结果 81 >Tw|SK+3  
5.8 应用VB脚本进行模拟 82 rLVS#M#&e>  
5.9 在OptiBPM_Analyzer中查看模拟结果 84 8D-g%Aj-  
6 应用VB脚本设计一个3dB的耦合器 88 mU;TB%#)  
6.1 定义3dB耦合器所需的材料 88 6H@=O 1W  
6.2 定义布局结构 89 Y:O%xtGi  
6.3 绘制并定位波导 91 krgsmDi7  
6.4 生成布局脚本 95 L49`=p<  
6.5 插入和编辑输入面 97 h<[o;E  
6.6 运行模拟 98 {C [7V{4(%  
6.7 修改布局脚本 100 \\_Qv  
6.8 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 102 l78zS'  
7 应用预定义扩散过程 104 RDZl@ps8  
7.1 创建一个由钛在铌酸锂中扩散所形成的线性波导 104 D+tn<\LF  
7.2 定义布局设置 106 -Y D6  
7.3 设计波导 107 )]'?yS"  
7.4 设置模拟参数 108 n(&6 E3ZcI  
7.5 运行模拟 110 .-{B  
7.6 基于钛和镁在铌酸锂中的扩散,创建一个掩埋波导 111 {{j?3O//  
7.7 将模板以新的名称进行保存 111 ?_IRO|  
7.8 添加一个新的轮廓 111 -rUn4a  
7.9 创建上方的线性波导 112 qjuX1 6o  
8 各向异性BPM 115 =F6J%$  
8.1 定义材料 116 -[Q%Vv!8  
8.2 创建轮廓 117 RV-7y^[]^  
8.3 定义布局设置 118 ~b*f2UVs  
8.4 创建线性波导 120 W,:*`  
8.5 设置模拟参数 121 jvA]EN6$;~  
8.6 预览介电常数分量 122 D3$}S{Yw1  
8.7 创建输入面 123 VB\oK\F5z  
8.8 运行各向异性BPM模拟 124 sa{X.}i%E  
9 创建一个chip-to-fiber对接耦合器 127 ~!\n  
9.1 定义chip-to-fiber对接耦合器的材料和波导 128 L9(fa+$+#  
9.2 定义布局设置 130 ?Yxk1Y4ig)  
9.3 创建一个chip-to-fiber对接耦合器 130 iphe0QE[#}  
9.4 编辑输入平面 132 wUab)L  
9.5 设置模拟参数 134 !>+YEZ"  
9.6 运行模拟 135 xDm^f^}>  
10 电光调制器 138 O.Z<dy+  
10.1 定义电解质材料 139 0@vSl%I+  
10.2 定义电极材料 140 !>TH#sU$  
10.3 定义轮廓 141 7*`cWT_X  
10.4 绘制波导 144 wpO-cJ!,  
10.5 绘制电极 147 a~=$9+?w  
10.6 静电模拟 149 -:&qNY:Vp  
10.7 电光模拟 151 q<dZy? f  
11 折射率(RI)扫描 155 X0O@,  
11.1 定义材料和通道 155 CNQ>J`4  
11.2 定义布局设置 157 BNL Q]  
11.3 绘制线性波导 160 a!vF;J-Zqa  
11.4 插入输入面 160 6x7pqH M  
11.5 创建脚本 161 f 0D9Mp  
11.6 运行模拟 163 LNPwb1)  
11.7 在OptiBPM_Analyzer中预览结果 163 EA8K*>'pv  
12 应用用户自定义扩散轮廓 165 sz9C':`W  
12.1 定义材料 165 &N.D!7X  
12.2 创建参考轮廓 166 PQDW Y  
12.3 定义布局设置 166 4*&_h g)h  
12.4 用户自定义轮廓 167 d#'aTmu!  
12.5 根据参考轮廓检测用户自定义轮廓 170 v@(Y:\>  
13 马赫-泽德干涉仪开关 172 Lj`MFZ  
13.1 定义材料 173 kWZ?86!  
13.2 创建钛扩散轮廓 173 kdcr*7w  
13.3 定义晶圆 174 W6:ei.d+NS  
13.4 创建器件 175 WW\t<O;z  
13.5 检查x-y切面的RI轮廓 177 2|8e7q:+*  
13.6 定义电极区域 178 $)8b)Tb  
Ev+m+  
13.7 定义输入平面和模拟参数 182 ~`~mnlN  
13.8 运行模拟 182 <?zn k8|  
13.9 创建脚本 184 c0h:Vqk-  
14 应用OptiBPM和OptiSystem进行光集成电路模拟-散射数据导出 186 w a7)  
14.1 理论背景 186 .93B@u  
14.2 波导Vertical Offset位置设置 189 h2<Y*j  
14.3 生成脚本数据 190 V/"P};n  
14.4 导出散射数据 193 w_4/::K*  
14.5 创建臂 194 ^UOVXRn  
14.6 在OptiSystem内加载*.s文件 197 K)"lq5nM  
14.7 加载两个臂的文件 200 tn>z%6;&Z  
14.8 在OptiSystem内完成布局 201 f}qR'ognUu  
14.9 连接元件 202 {kVhht]X  
14.10 运行模拟 203 T$)N2]FE  
14.11 创建图以查看结果 204 9[31EiT  
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