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《OptiBPM入门教程》
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infotek
2023-01-03 08:49
《OptiBPM入门教程》
Q7L)f71i
前 言
~};]k }
& \JLTw
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。
*q}FV2
We\KDU\n
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。
0u>yT?jP
^u3*hl}YKy
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。
J0Jr BXCh
c5<kbe
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。
xUQdVrFU
/9P^{OZ;y
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。
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'y< t/qo
《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
7,f:Qi@g
上海讯技光电科技有限公司
2021年4月
Wux 0RF&
W8< @sq~I
JR])xPI`
目 录
s%5Uj}
1 入门指南 4
ZT r:xX{R6
1.1 OptiBPM安装及说明 4
hK Fk$A
1.2 OptiBPM简介 5
NWw<B3aL
1.3 光波导介绍 8
0,:iE\
1.4 快速入门 8
:2 _0L
2 创建一个简单的MMI耦合器 28
Ob7zu"zr
2.1 定义MMI耦合器材料 28
_cR6ik zW(
2.2 定义布局设置 29
#,t2*tM
2.3 创建一个MMI耦合器 31
zMbfV%b
2.4 插入input plane 35
I+*osk
2.5 运行模拟 39
n'q aR<bY
2.6 在OptiBPM_Analyzer中查看模拟结果 43
?){0-A4
3 创建一个单弯曲器件 44
(qJIu
3.1 定义一个单弯曲器件 44
rFf:A-#l
3.2 定义布局设置 45
u.$Ym
3.3 创建一个弧形波导 46
cZ6?P`X
3.4 插入入射面 49
K/!/M%GB6
3.5 选择输出数据文件 53
G}182"#4
3.6 运行模拟 54
$[)6H7!U)
3.7 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 57
~u};XhZ
4 创建一个MMI星形耦合器 60
B.V?s,U
4.1 定义MMI星形耦合器的材料 60
joxS+P5#
4.2 定义布局设置 61
su,`q
4.3 创建一个MMI星形耦合器 61
Y,3z-Pa=@
4.4 插入输入面 62
cR,'o'V/
4.5 运行模拟 63
c]GQU
4.6 预览最大值 65
{ k kAqJ
4.7 绘制波导 69
r5D jCV"
4.8 指定输出波导的路径 69
O5g}2
4.9 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 71
J>><o:~@
4.10 添加输出波导并预览仿真结果 72
wYZy e^7
4.11 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 74
2O?Vr" A
5 基于VB脚本进行波长扫描 75
/7c2OI=\
5.1 定义波导材料 75
>_rzT9gX&
5.2 定义布局设置 76
sGXp}{E9
5.3 创建波导 76
fn4=
5.4 修改输入平面 77
-0{T
5.5 指定波导的路径 78
P]|J?$1K
5.6 运行模拟 79
x*NqA(r
5.7 在OptiBPM_Simulator中预览模拟结果 81
t8L<x
5.8 应用VB脚本进行模拟 82
K4iI:
5.9 在OptiBPM_Analyzer中查看模拟结果 84
<ED8"~_
6 应用VB脚本设计一个3dB的耦合器 88
~sZqa+jB0
6.1 定义3dB耦合器所需的材料 88
);0<Odw%.
6.2 定义布局结构 89
GwTT+
6.3 绘制并定位波导 91
s]$HkSH
6.4 生成布局脚本 95
suA+8}o]
6.5 插入和编辑输入面 97
s@[C&v
6.6 运行模拟 98
m\<<oIlH
6.7 修改布局脚本 100
*rS9eej
6.8 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 102
qFV;n6&V
7 应用预定义扩散过程 104
SNQz8(O
7.1 创建一个由钛在铌酸锂中扩散所形成的线性波导 104
<9Lv4`]GU5
7.2 定义布局设置 106
t#fs:A7P?}
7.3 设计波导 107
;b, -$A
7.4 设置模拟参数 108
hu bfK~
7.5 运行模拟 110
%4bO_vb<9
7.6 基于钛和镁在铌酸锂中的扩散,创建一个掩埋波导 111
L!CX&
7.7 将模板以新的名称进行保存 111
L~@ma(TV{K
7.8 添加一个新的轮廓 111
yd7lcb [
7.9 创建上方的线性波导 112
aK8bKlZe
8 各向异性BPM 115
jlYD~)
8.1 定义材料 116
Gg 7WmL
8.2 创建轮廓 117
Fpy6"Z?z
8.3 定义布局设置 118
\[Sm2/9v
8.4 创建线性波导 120
FQ;4'B^k]
8.5 设置模拟参数 121
;cM8EU^.
8.6 预览介电常数分量 122
i_j9/k
8.7 创建输入面 123
F Q8RK~?`
8.8 运行各向异性BPM模拟 124
7Vz[ji
9 创建一个chip-to-fiber对接耦合器 127
08TaFzP81
9.1 定义chip-to-fiber对接耦合器的材料和波导 128
Z7tU0
9.2 定义布局设置 130
3MNhH
9.3 创建一个chip-to-fiber对接耦合器 130
>yV)d/
9.4 编辑输入平面 132
W&fW5af9
9.5 设置模拟参数 134
Ss"|1]acP
9.6 运行模拟 135
[@,OG-"&
10 电光调制器 138
FRl3\ZDqrb
10.1 定义电解质材料 139
^CowJ(y(
10.2 定义电极材料 140
GM)\)\kNF
10.3 定义轮廓 141
6F|Hg2tpz
10.4 绘制波导 144
P<j4\zJ
10.5 绘制电极 147
{]t\`fjrg
10.6 静电模拟 149
c8bca`
10.7 电光模拟 151
XM$5S+e
11 折射率(RI)扫描 155
ltCwns
11.1 定义材料和通道 155
.ujs`9d_-
11.2 定义布局设置 157
<7_ |Q
11.3 绘制线性波导 160
%JP&ox|^&
11.4 插入输入面 160
47)+'`
11.5 创建脚本 161
t,--V|7-
11.6 运行模拟 163
N<#S3B?.
11.7 在OptiBPM_Analyzer中预览结果 163
)64LKb$
12 应用用户自定义扩散轮廓 165
R9b/?*%=9
12.1 定义材料 165
}<( "0jC
12.2 创建参考轮廓 166
l _kg3e4
12.3 定义布局设置 166
otmIu` h
12.4 用户自定义轮廓 167
y1,?ZWTayr
12.5 根据参考轮廓检测用户自定义轮廓 170
E5,%J
13 马赫-泽德干涉仪开关 172
LVR;&Z>j
13.1 定义材料 173
LG/=+[\{E
13.2 创建钛扩散轮廓 173
]Ks]B2Osz
13.3 定义晶圆 174
dXA{+<!!
13.4 创建器件 175
`l[6rf_.
13.5 检查x-y切面的RI轮廓 177
kcq9p2zKv
13.6 定义电极区域 178
aH5t.x79b
13.7 定义输入平面和模拟参数 182
hYP6z^
13.8 运行模拟 182
>cwJl@wx-
13.9 创建脚本 184
v7{ P].M
14 应用OptiBPM和OptiSystem进行光集成电路模拟-散射数据导出 186
D-TNFYYy2
14.1 理论背景 186
Pi&fwGL
14.2 波导Vertical Offset位置设置 189
;#5-.z
14.3 生成脚本数据 190
B#qL$M,|
14.4 导出散射数据 193
"k\Ff50
14.5 创建臂 194
?MV[=LPL
14.6 在OptiSystem内加载*.s文件 197
I,],?DQX2)
14.7 加载两个臂的文件 200
Gx(K N57D
14.8 在OptiSystem内完成布局 201
:,h=2a_ 8
14.9 连接元件 202
XhlI|h-j
14.10 运行模拟 203
ZXssvjWQV}
14.11 创建图以查看结果 204
+BtLyQ
O Ey:#9<'
zhaorun12345
2024-02-25 02:13
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