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2023-02-27 08:36 |
《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。 2BOe,giy 11}fPWK 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。 =p>"PqJ/7n CQfrAk4mu 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。 ShanwaCDqv G.K3'^_ 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。 HxJKS*H; 4%O*2JAw 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。 'UO,DFq[Fl 5J1A|qII 《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 'pOtd7Vr Xr~6_N{J
上海讯技光电科技有限公司 2021年4月 HBYqqEO }x4,a6^ 目 录 Ak%M,``(L 1 入门指南 4 N$J)Ow 1.1 OptiBPM安装及说明 4 {O*<1v9< 1.2 OptiBPM简介 5 <Ft6d 1.3 光波导介绍 8 TEOV>Tt 1.4 快速入门 8 'Omi3LXfDT 2 创建一个简单的MMI耦合器 28 N m-{$U 2.1 定义MMI耦合器材料 28 yv4ki5u` 2.2 定义布局设置 29 B?c9cS5Mj 2.3 创建一个MMI耦合器 31 DG1
>T 2.4 插入input plane 35 j[YzBXd
V 2.5 运行模拟 39 }gL9G 2.6 在OptiBPM_Analyzer中查看模拟结果 43 "Iu[)O% 3 创建一个单弯曲器件 44 H n+1I 3.1 定义一个单弯曲器件 44 L'4ob4r{L 3.2 定义布局设置 45 Oy[1_qfP 3.3 创建一个弧形波导 46 94r8DkI 3.4 插入入射面 49 u4B, |_MK 3.5 选择输出数据文件 53
U7J0& 3.6 运行模拟 54 xbrxh-gV 3.7 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 57 \/4ipU. 4 创建一个MMI星形耦合器 60 ]aq!@rDX 4.1 定义MMI星形耦合器的材料 60 5gW`;Cdbyc 4.2 定义布局设置 61 Y."ujo #bB 4.3 创建一个MMI星形耦合器 61 +4ax~fuU 4.4 插入输入面 62 o#E 3{zM 4.5 运行模拟 63 YKLh$ 4.6 预览最大值 65 HyXw^ +tsj 4.7 绘制波导 69 evPr~_ 4.8 指定输出波导的路径 69 wo7.y["$ 4.9 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 71 YE&"IH]lF 4.10 添加输出波导并预览仿真结果 72 ` =dD6r 4.11 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 74 6cSMKbgZJ 5 基于VB脚本进行波长扫描 75 Z$0r+phQk= 5.1 定义波导材料 75 z
h0 m3|9O 5.2 定义布局设置 76 I#@iA! 5.3 创建波导 76 >ZkcL7t9 5.4 修改输入平面 77 RH ow%2D 5.5 指定波导的路径 78 d9|dHJf 5.6 运行模拟 79 qAm$yfYs` 5.7 在OptiBPM_Simulator中预览模拟结果 81 C.s{& 5.8 应用VB脚本进行模拟 82 c&)H 5.9 在OptiBPM_Analyzer中查看模拟结果 84 uOc>~ITPS 6 应用VB脚本设计一个3dB的耦合器 88 &KgR;.R^J 6.1 定义3dB耦合器所需的材料 88 2F^
%d9`
6.2 定义布局结构 89 pOD| 6.3 绘制并定位波导 91 SqFya 6.4 生成布局脚本 95 "e g`3v 6.5 插入和编辑输入面 97 (.P;VH9R\ 6.6 运行模拟 98 wq_c^Ioy 6.7 修改布局脚本 100 y#HD1SZ 6.8 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 102 >5wA B 7 应用预定义扩散过程 104 #h ;j2 7.1 创建一个由钛在铌酸锂中扩散所形成的线性波导 104 Vj4
if@Z 7.2 定义布局设置 106 (}O)pqZ> 7.3 设计波导 107 [e3|yE6 7.4 设置模拟参数 108 L@S"c
( 7.5 运行模拟 110 2 *n2!7jZ* 7.6 基于钛和镁在铌酸锂中的扩散,创建一个掩埋波导 111 C!XI0d
7.7 将模板以新的名称进行保存 111 qLKyr@\' 7.8 添加一个新的轮廓 111 '0X!_w6W 7.9 创建上方的线性波导 112 xC`Hm?kM 8 各向异性BPM 115 =nFT0]; 8.1 定义材料 116 P~_CDh.N 8.2 创建轮廓 117 p\:_E+lsU 8.3 定义布局设置 118 Y_>z"T 8.4 创建线性波导 120 <.$<d 8.5 设置模拟参数 121 =b32E^z, 8.6 预览介电常数分量 122 riZFcVsB 8.7 创建输入面 123 0ang~_ 8.8 运行各向异性BPM模拟 124 p]`pUw{ 9 创建一个chip-to-fiber对接耦合器 127 a%tm[Re 9.1 定义chip-to-fiber对接耦合器的材料和波导 128 Yc=y Vh 9.2 定义布局设置 130 Y:^ =jV7 9.3 创建一个chip-to-fiber对接耦合器 130 h@Ea$1'e, 9.4 编辑输入平面 132 7t5X 9.5 设置模拟参数 134 cAyR)Y!I 9.6 运行模拟 135 XZcsx 10 电光调制器 138 5YC56,X 10.1 定义电解质材料 139 !/< 5.9!9r 10.2 定义电极材料 140 qt/syF&s 10.3 定义轮廓 141 rZu_"bcJ 10.4 绘制波导 144 E2(;R!ML# 10.5 绘制电极 147 78+H|bH8 10.6 静电模拟 149 $2]1 3j 10.7 电光模拟 151 Qu!\Cx@ 11 折射率(RI)扫描 155 Sx;zvc 11.1 定义材料和通道 155 Q[J,j+f< 11.2 定义布局设置 157 ?MKf=!w 11.3 绘制线性波导 160 :m8ED[9b 11.4 插入输入面 160 ^Q!:0D* 11.5 创建脚本 161 6xdu}l=% 11.6 运行模拟 163 dadOjl)S) 11.7 在OptiBPM_Analyzer中预览结果 163 t8i"f L 12 应用用户自定义扩散轮廓 165 [w=x 0J& 12.1 定义材料 165 k%hD<_:p 12.2 创建参考轮廓 166 8o -?Y.2 12.3 定义布局设置 166 ez(4TtT 12.4 用户自定义轮廓 167 ]|u}P2 12.5 根据参考轮廓检测用户自定义轮廓 170 &@dMk4BH< 13 马赫-泽德干涉仪开关 172 a:zx&DwM 13.1 定义材料 173 YL){o$-N"J 13.2 创建钛扩散轮廓 173 *Z{$0K 13.3 定义晶圆 174 *!Am6\+ 13.4 创建器件 175 |\QR9> 13.5 检查x-y切面的RI轮廓 177 4c2P%X(
C 13.6 定义电极区域 178 NnHwk)' R%#c~NOO 13.7 定义输入平面和模拟参数 182 n!eg"pL 13.8 运行模拟 182 Ub3,x~V 13.9 创建脚本 184 q{U -kuui 14 应用OptiBPM和OptiSystem进行光集成电路模拟-散射数据导出 186 OzO_E8Kb\ 14.1 理论背景 186
n:wn(BC3 14.2 波导Vertical Offset位置设置 189 "3\RJ?eW:S 14.3 生成脚本数据 190 X[@>1tl 14.4 导出散射数据 193 I.KYWs 14.5 创建臂 194 '/sc `(`:0 14.6 在OptiSystem内加载*.s文件 197 _
<>+Dk& 14.7 加载两个臂的文件 200 UBqK$2
# 14.8 在OptiSystem内完成布局 201 l$zNsf. 14.9 连接元件 202 <ht>> 14.10 运行模拟 203 uXhp+q\ 14.11 创建图以查看结果 204 t<`ar@}
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