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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 (X/JXu{ 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 $v,_8{ ! 2.6 在OptiBPM_Analyzer中查看模拟结果 43 ^Ue>T8 3 创建一个单弯曲器件 44 :v`o=" 3.1 定义一个单弯曲器件 44 r.[k D"l 3.2 定义布局设置 45 *
-)aGL 3.3 创建一个弧形波导 46 <>cajQ@ 3.4 插入入射面 49 c)?y3LX 3.5 选择输出数据文件 53 e8Jd*AKjb 3.6 运行模拟 54 \TjsXy=:) 3.7 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 57 v2NzPzzyb 4 创建一个MMI星形耦合器 60 HUH=Y; 4.1 定义MMI星形耦合器的材料 60 5n<Efi]j 4.2 定义布局设置 61 Q =Z-vTD+ 4.3 创建一个MMI星形耦合器 61 7y!{lr=n 4.4 插入输入面 62 @L0.Z1 ). 4.5 运行模拟 63 YRFM1?* 4.6 预览最大值 65 +m_quQ/ys 4.7 绘制波导 69 zrcSPh 4.8 指定输出波导的路径 69 pV_2JXM~@ 4.9 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 71 /n_N`VJ7H 4.10 添加输出波导并预览仿真结果 72 ;TYkJH" 4.11 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 74 K=V)"v5o3 5 基于VB脚本进行波长扫描 75 -O\`G<s% 5.1 定义波导材料 75 IIzdCa{l 5.2 定义布局设置 76 1:?WvDN= 5.3 创建波导 76 +]G;_/[2 5.4 修改输入平面 77 o4xZaF4+ 5.5 指定波导的路径 78 s<:J(gD 5.6 运行模拟 79 !^w+<p 5.7 在OptiBPM_Simulator中预览模拟结果 81 >Tw|SK+3 5.8 应用VB脚本进行模拟 82 rLVS#M#&e> 5.9 在OptiBPM_Analyzer中查看模拟结果 84 8D-g%Aj- 6 应用VB脚本设计一个3dB的耦合器 88 mU;TB%#) 6.1 定义3dB耦合器所需的材料 88 6H@=O1W 6.2 定义布局结构 89 Y:O%xtGi 6.3 绘制并定位波导 91 krgsmDi7 6.4 生成布局脚本 95 L49`=p< 6.5 插入和编辑输入面 97 h<[ o;E 6.6 运行模拟 98 {C
[7V{4(% 6.7 修改布局脚本 100 \\_Qv 6.8 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 102 l78zS' 7 应用预定义扩散过程 104 RDZl@ps8 7.1 创建一个由钛在铌酸锂中扩散所形成的线性波导 104 D+tn<\LF 7.2 定义布局设置 106 -YD6 7.3 设计波导 107 )]'?yS" 7.4 设置模拟参数 108 n(&6E3ZcI 7.5 运行模拟 110 .- {B 7.6 基于钛和镁在铌酸锂中的扩散,创建一个掩埋波导 111 {{j?3O // 7.7 将模板以新的名称进行保存 111 ?_IRO| 7.8 添加一个新的轮廓 111 -rUn4a 7.9 创建上方的线性波导 112 qjuX16o 8 各向异性BPM 115 =F6J%$ 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 6x7pqHM 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 PQDWY 12.3 定义布局设置 166 4*&_h g)h 12.4 用户自定义轮廓 167 d#'aT mu! 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 $)8b)Tb Ev+m+ 13.7 定义输入平面和模拟参数 182 ~`~mnlN 13.8 运行模拟 182 <?znk8| 13.9 创建脚本 184 c0h:Vqk- 14 应用OptiBPM和OptiSystem进行光集成电路模拟-散射数据导出 186
wa7) 14.1 理论背景 186 .93B@u 14.2 波导Vertical Offset位置设置 189 h2<Y*j 14.3 生成脚本数据 190 V/"P};n 14.4 导出散射数据 193 w_4/::K* 14.5 创建臂 194 ^U OVXRn 14.6 在OptiSystem内加载*.s文件 197 K)"lq5nM 14.7 加载两个臂的文件 200 tn>z%6;&Z 14.8 在OptiSystem内完成布局 201 f}qR'ognUu 14.9 连接元件 202 {kVhht]X 14.10 运行模拟 203 T$)N2]FE 14.11 创建图以查看结果 204 9[31EiT 请扫码加微咨询[attachment=115463] [Tmpj9!q
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