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infotek 2023-01-03 08:49

《OptiBPM入门教程》

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前  言 l$9,  
mh]$g<*m  
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。 .x8$PXjPG  
)&<ExJQ&  
OptiBPM是基于光束传输算法(BPM-矢量BPM、半矢量BPM以及标量BPM)来模拟光通过任意波导介质(各向同性与各向异性)。并可使用合适的数值方法,如Crank-Nicholson方法和Scheme Parameter以及ADI,来进行计算,计算过程中可以使用合适的边界条件,如TBC和PML边界条件,以完成整个波导结构的仿真和分析,获得任意位置处的电磁场分布。 eR`<9KBH  
@E;pT3; )  
通过OptiBPM,科研人员可以同时观察近场分布(包含幅度、相位等),检测辐射以及方向场(Guided Field)。OptiBPM能够提升科研人员在波导器件设计的效率,减小风险并降低整体研发产品成本。 e6'O,\  
r ngw6?`n-  
本书详细描述了各类光波导模型的创建以及分析方法,旨在帮助OptiBPM软件初学者快速学会常用的软件功能。本书主要参考OptiWave公司发布的案例以及相关操作手册翻译整理而成。 sdD[`#  
,+9r/}K]/  
本书第一章主要介绍了软件的安装方法以及软件的开发背景,第二~十三章,分别描述了如何创建以及分析常见的波导类器件,如MMI耦合器、MMI星形耦合器、3dB耦合器、电光调制器、Chip-to-Fiber对接耦合器、马赫泽德干涉仪等,并包含了创建各类波导的方法和分析方法,如参数扫描,脚本自定义等。第十四章主要描述了如何将OptiBPM设计的元器件,导入到OptiSystem(一款光通信系统模拟仿真软件)中做联合仿真,可以查看此元器件在光通信系统中的具体行为。 RY< b]|  
D.`\ ^a  
《OptiBPM入门指南》,是由上海讯技光电工程师翻译整理而来,译者希望本书能够对OptiBPM的使用者有所帮助,通过学习后能够较好的掌握OptiBPM软件的基本使用方法。由于译者水平有限,书中错误纰漏之处在所难免,敬请同行读者批评和指正 e8bJ]  
上海讯技光电科技有限公司
2021年4月 3>Snd9Q  
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-5.%{Go$[  
目 录 2N 4>  
1 入门指南 4 ,&G M\FTeb  
1.1 OptiBPM安装及说明 4 W F<V2o{k  
1.2 OptiBPM简介 5 %'z3es0  
1.3 光波导介绍 8 yFsXI0I[p  
1.4 快速入门 8 Jo<6M'  
2 创建一个简单的MMI耦合器 28 ;$< ek(i7  
2.1 定义MMI耦合器材料 28 UV.9 KcN.  
2.2 定义布局设置 29 K6 7? d  
2.3 创建一个MMI耦合器 31 MNC!3d(D\R  
2.4 插入input plane 35 koZp~W-  
2.5 运行模拟 39 ^i\1c-/  
2.6 在OptiBPM_Analyzer中查看模拟结果 43 DA~ELje^j  
3 创建一个单弯曲器件 44 I_7EfAqg(  
3.1 定义一个单弯曲器件 44 wP"|$HN  
3.2 定义布局设置 45 >oDP(]YGg  
3.3 创建一个弧形波导 46 A!yLwkc:5  
3.4 插入入射面 49 lJ#>Y5Qg  
3.5 选择输出数据文件 53 8$Yf#;m[  
3.6 运行模拟 54 'O9=*L) X  
3.7 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 57 /|AuI qW  
4 创建一个MMI星形耦合器 60 >~~\==".  
4.1 定义MMI星形耦合器的材料 60 B$EP'5@b  
4.2 定义布局设置 61 |0p'p$%  
4.3 创建一个MMI星形耦合器 61 k5(yf~!c  
4.4 插入输入面 62 ':4pH#E  
4.5 运行模拟 63 *'-^R9dN.S  
4.6 预览最大值 65 i{qURP}.  
4.7 绘制波导 69 G[j79o  
4.8 指定输出波导的路径 69 c\MDOD%9  
4.9 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 71 D7/Bp4I#o  
4.10 添加输出波导并预览仿真结果 72 |>GIPfVT  
4.11 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 74 I xBO$ 2  
5 基于VB脚本进行波长扫描 75 8f5^@K\c  
5.1 定义波导材料 75 DjvgKy=Jr_  
5.2 定义布局设置 76 I=a$1%BzEX  
5.3 创建波导 76 8Oh3iO  
5.4 修改输入平面 77 1s[-2^D+EM  
5.5 指定波导的路径 78 yVzg<%CR^  
5.6 运行模拟 79 `wd*&vl  
5.7 在OptiBPM_Simulator中预览模拟结果 81 ~W{h-z%q  
5.8 应用VB脚本进行模拟 82 vyGLn  
5.9 在OptiBPM_Analyzer中查看模拟结果 84 ZH_4'm!^g|  
6 应用VB脚本设计一个3dB的耦合器 88 cLC7U?-  
6.1 定义3dB耦合器所需的材料 88 =A 6O}0z  
6.2 定义布局结构 89 5N<v'6&=  
6.3 绘制并定位波导 91 olh3 R.M<  
6.4 生成布局脚本 95 1Z8oN3  
6.5 插入和编辑输入面 97 S'p`ECfVMA  
6.6 运行模拟 98 DNBpIC5&6  
6.7 修改布局脚本 100 I]1Hi?A2  
6.8 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 102 Gi4dgMVei  
7 应用预定义扩散过程 104 ,8nZzVo  
7.1 创建一个由钛在铌酸锂中扩散所形成的线性波导 104 Fxx2vTV4ag  
7.2 定义布局设置 106 o;_bs~}y  
7.3 设计波导 107 <OSvRWP)  
7.4 设置模拟参数 108 w{x(YVS H  
7.5 运行模拟 110 Y_hRL&u3W  
7.6 基于钛和镁在铌酸锂中的扩散,创建一个掩埋波导 111 AiHf?"EVT  
7.7 将模板以新的名称进行保存 111 bKZ#>%|:o  
7.8 添加一个新的轮廓 111 BM~niW;k  
7.9 创建上方的线性波导 112 3eP0v  
8 各向异性BPM 115 Kg-X]yu*0  
8.1 定义材料 116 L b;vrh;A  
8.2 创建轮廓 117 _rdj,F8  
8.3 定义布局设置 118 }(EOQ2TI  
8.4 创建线性波导 120 dU^<7 K:S  
8.5 设置模拟参数 121 g_c)Ts(  
8.6 预览介电常数分量 122 Jd"s~n<>K  
8.7 创建输入面 123 q'@Ei4  
8.8 运行各向异性BPM模拟 124 JMl hBh  
9 创建一个chip-to-fiber对接耦合器 127 Er1u1@  
9.1 定义chip-to-fiber对接耦合器的材料和波导 128 ! H=k7s  
9.2 定义布局设置 130 >1I2R/'  
9.3 创建一个chip-to-fiber对接耦合器 130 HKN"$(Q  
9.4 编辑输入平面 132 e`M]ZG rr  
9.5 设置模拟参数 134 CVG>[~}(9'  
9.6 运行模拟 135 E?4@C"Na  
10 电光调制器 138 13_~)V  
10.1 定义电解质材料 139 k&iScMgCTH  
10.2 定义电极材料 140 - zw{<+;  
10.3 定义轮廓 141 pQ(eF0KG  
10.4 绘制波导 144 7P^{*!  
10.5 绘制电极 147 (,c?}TP  
10.6 静电模拟 149 ;s. 5\YZ"k  
10.7 电光模拟 151 "u8o?8+q~  
11 折射率(RI)扫描 155 ww t()  
11.1 定义材料和通道 155 2*wO5v  
11.2 定义布局设置 157 pQ^,.[[  
11.3 绘制线性波导 160 TKu68/\)  
11.4 插入输入面 160 &W<>^C2v  
11.5 创建脚本 161 j*~dFGl)  
11.6 运行模拟 163 /uXRZ  
11.7 在OptiBPM_Analyzer中预览结果 163 3_*Xk. .d  
12 应用用户自定义扩散轮廓 165 & Yf#O*  
12.1 定义材料 165 \i;&@Kp.N  
12.2 创建参考轮廓 166 &}6ES{Nr8  
12.3 定义布局设置 166 VFmg"^k5  
12.4 用户自定义轮廓 167 I<(.i!-x  
12.5 根据参考轮廓检测用户自定义轮廓 170 hN:F8r+DG  
13 马赫-泽德干涉仪开关 172 KD"&_PX  
13.1 定义材料 173 ={E!8"  
13.2 创建钛扩散轮廓 173 [q+e]kD  
13.3 定义晶圆 174 y(3c{y@~X  
13.4 创建器件 175 Xtu`5p_Qv  
13.5 检查x-y切面的RI轮廓 177 Lr?4Y  
13.6 定义电极区域 178 ncJFB,4  
13.7 定义输入平面和模拟参数 182 J6( RlHS;  
13.8 运行模拟 182 L+~YCat|$U  
13.9 创建脚本 184 %6IlE.*,  
14 应用OptiBPM和OptiSystem进行光集成电路模拟-散射数据导出 186 Cs[7% j  
14.1 理论背景 186 -Mi}yi  
14.2 波导Vertical Offset位置设置 189 q]i(CaKh  
14.3 生成脚本数据 190 <V:<x  
14.4 导出散射数据 193 sE%<"h\_0  
14.5 创建臂 194 V)1:LLRW  
14.6 在OptiSystem内加载*.s文件 197 ,8=`*  
14.7 加载两个臂的文件 200 <f.>jjwFE  
14.8 在OptiSystem内完成布局 201 2^ ,H_PS  
14.9 连接元件 202 Y( $Ji12  
14.10 运行模拟 203 |j~EV~A J  
14.11 创建图以查看结果 204 1ntkM?  
P7wqZ?  

zhaorun12345 2024-02-25 02:13
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