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infotek 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。 f(DGC2R <  
T4T_32`XR  
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。 yY*OAC  
BZ1@?3  
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。 ^BjwPh4Z#  
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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。 C 0*k@kGy  
N`y!Km  
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。 sCaw"{5qc  
}.gDaxj  
《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 tjOfekU  
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上海讯技光电科技有限公司
2021年4月 H7"I+qE-G  
5@j?7%_8  
目 录
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1 入门指南 4 r0QjCFSF=  
1.1 OptiBPM安装及说明 4 e`R*6^e  
1.2 OptiBPM简介 5 5gI@~h S  
1.3 光波导介绍 8 F$ Us! NN  
1.4 快速入门 8 c@ En4[a'  
2 创建一个简单的MMI耦合器 28 .EH^1.|v  
2.1 定义MMI耦合器材料 28 9`.b   
2.2 定义布局设置 29 -O~WHi5}  
2.3 创建一个MMI耦合器 31 2DTH|Yv  
2.4 插入input plane 35 WKBPqfC  
2.5 运行模拟 39 J~ v<Z/gm  
2.6 在OptiBPM_Analyzer中查看模拟结果 43 G#duZNBdc  
3 创建一个单弯曲器件 44 e kI1j%fO  
3.1 定义一个单弯曲器件 44 5#d"]7  
3.2 定义布局设置 45 S3hJL:3c  
3.3 创建一个弧形波导 46  2b1LC!'U  
3.4 插入入射面 49 ;^}cZ  
3.5 选择输出数据文件 53 AyNl,Xyc4  
3.6 运行模拟 54 :@_CQc*yB  
3.7 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 57 H|F>BjXn5  
4 创建一个MMI星形耦合器 60 I=f1kr pR  
4.1 定义MMI星形耦合器的材料 60 @[zPN[z .  
4.2 定义布局设置 61 BAm H2"  
4.3 创建一个MMI星形耦合器 61 QEUg=*3W=  
4.4 插入输入面 62 (' `) m  
4.5 运行模拟 63 M0c"wi@S_  
4.6 预览最大值 65 ~ ;)@a  
4.7 绘制波导 69 E_WiQ?p   
4.8 指定输出波导的路径 69 "5XD+qi  
4.9 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 71 !Si ZA"  
4.10 添加输出波导并预览仿真结果 72 t]eB3)FX  
4.11 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 74 sXoBw.^Ir_  
5 基于VB脚本进行波长扫描 75 `ZV;Le '  
5.1 定义波导材料 75 ),bdj+wr78  
5.2 定义布局设置 76 QHMXQyr(  
5.3 创建波导 76 plfz)x3  
5.4 修改输入平面 77 &xH>U*c  
5.5 指定波导的路径 78 ixiRFBUcF~  
5.6 运行模拟 79 H W.S~eLw*  
5.7 在OptiBPM_Simulator中预览模拟结果 81 zd#qBj]g  
5.8 应用VB脚本进行模拟 82 0%F C;v0  
5.9 在OptiBPM_Analyzer中查看模拟结果 84 S)g5Tu)  
6 应用VB脚本设计一个3dB的耦合器 88 ^_5$+  
6.1 定义3dB耦合器所需的材料 88 .RJvu$U2j  
6.2 定义布局结构 89 n0Ze9W+<  
6.3 绘制并定位波导 91 ?/#HTg)!B  
6.4 生成布局脚本 95 ( }JX ]-  
6.5 插入和编辑输入面 97 P[XE5puC  
6.6 运行模拟 98 y*Ex5N~JC  
6.7 修改布局脚本 100 9Od Kh\F (  
6.8 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 102 RG*Nw6A  
7 应用预定义扩散过程 104 lt,x(2  
7.1 创建一个由钛在铌酸锂中扩散所形成的线性波导 104 ( Y/ DMQ  
7.2 定义布局设置 106 /8W}o/,s5  
7.3 设计波导 107 _?q\tyf3  
7.4 设置模拟参数 108 F;q I^{m2  
7.5 运行模拟 110 n=rPFp RLF  
7.6 基于钛和镁在铌酸锂中的扩散,创建一个掩埋波导 111 0C3Yina9 *  
7.7 将模板以新的名称进行保存 111 H7qda' %>  
7.8 添加一个新的轮廓 111 Mv4JF(,S  
7.9 创建上方的线性波导 112 =N7N=xY  
8 各向异性BPM 115 LfgR[!  
8.1 定义材料 116 ^o?.Rph|i]  
8.2 创建轮廓 117 ]BAF  
8.3 定义布局设置 118 NTAPx=!1*  
8.4 创建线性波导 120 S'E6#   
8.5 设置模拟参数 121 9SAyU%mS:  
8.6 预览介电常数分量 122 3%<ia$  
8.7 创建输入面 123 p' /$)klt  
8.8 运行各向异性BPM模拟 124 C?hw$^w7T  
9 创建一个chip-to-fiber对接耦合器 127 Z8'uZ#=Yw  
9.1 定义chip-to-fiber对接耦合器的材料和波导 128 JvHJ*E   
9.2 定义布局设置 130 !xe<@$  
9.3 创建一个chip-to-fiber对接耦合器 130 T w"^I*B  
9.4 编辑输入平面 132 BIcE3}dS8  
9.5 设置模拟参数 134 HCHC~FNd  
9.6 运行模拟 135 {'d?vm!r  
10 电光调制器 138 Lk3@E u)  
10.1 定义电解质材料 139 P?TFX.p7  
10.2 定义电极材料 140 ,C=Fgxw(  
10.3 定义轮廓 141 \n<N>j@3  
10.4 绘制波导 144 {Lq uOC1  
10.5 绘制电极 147 d>vGx  
10.6 静电模拟 149 ~=0zZTG  
10.7 电光模拟 151 ^vG*8,^S=8  
11 折射率(RI)扫描 155 5vP*oD  
11.1 定义材料和通道 155 5,?9#n\E,  
11.2 定义布局设置 157 x5PQ9Bw,  
11.3 绘制线性波导 160 Q3oVl^q  
11.4 插入输入面 160 o"UqI  
11.5 创建脚本 161 (V e[FhA  
11.6 运行模拟 163 2]> s@?[  
11.7 在OptiBPM_Analyzer中预览结果 163 '{OZ[$E  
12 应用用户自定义扩散轮廓 165 m! p'nP  
12.1 定义材料 165 Sl 6}5  
12.2 创建参考轮廓 166 W"wP%  
12.3 定义布局设置 166 PJ #uYM  
12.4 用户自定义轮廓 167 MWhFNfS8=  
12.5 根据参考轮廓检测用户自定义轮廓 170 q~l&EH0  
13 马赫-泽德干涉仪开关 172 t~@TUTbx  
13.1 定义材料 173 TSuHY0. cp  
13.2 创建钛扩散轮廓 173 PeE'#&w n  
13.3 定义晶圆 174 VK ?,8Y  
13.4 创建器件 175 =cRJtn  
13.5 检查x-y切面的RI轮廓 177 =AR'Pad  
13.6 定义电极区域 178 p=7kFv  
9B*SWWAj  
13.7 定义输入平面和模拟参数 182 k# &y  
13.8 运行模拟 182 ,VHvQU  
13.9 创建脚本 184 ?<F\S2W  
14 应用OptiBPM和OptiSystem进行光集成电路模拟-散射数据导出 186 NO9Jre  
14.1 理论背景 186 pu`|HaQaE  
14.2 波导Vertical Offset位置设置 189 Wigm`A=,r  
14.3 生成脚本数据 190 /{qr~7k,oQ  
14.4 导出散射数据 193 NrL%]dl3/  
14.5 创建臂 194 fNB*o={r|  
14.6 在OptiSystem内加载*.s文件 197 "$Rl9(}  
14.7 加载两个臂的文件 200 KWN&nP +  
14.8 在OptiSystem内完成布局 201 =2`s Uw}  
14.9 连接元件 202 L2K4nTA  
14.10 运行模拟 203 L {5zA5#m  
14.11 创建图以查看结果 204
K<|eZhp~  
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