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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。 ,xI FF-[0  
>["X( %&w  
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。 d}Xb8SaE%c  
c"lblt5  
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。 "6q@}sz!  
l/-qVAd!q  
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。 = P$Q;d  
zS*vKyye>  
本书第一章主要介绍了软件的安装方法以及软件的开发背景,第二~十三章,分别描述了如何创建以及分析常见的波导类器件,如MMI耦合器、MMI星形耦合器、3dB耦合器、电光调制器、Chip-to-Fiber对接耦合器、马赫泽德干涉仪等,并包含了创建各类波导的方法和分析方法,如参数扫描,脚本自定义等。第十四章主要描述了如何将OptiBPM设计的元器件,导入到OptiSystem(一款光通信系统模拟仿真软件)中做联合仿真,可以查看此元器件在光通信系统中的具体行为。 {5 Sy=Y  
%E2V$l0  
《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 }'`}| pM$  
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上海讯技光电科技有限公司
2021年4月 [\-)c[/  
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目 录
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1 入门指南 4 moRo>bvN~  
1.1 OptiBPM安装及说明 4 GBY{O2!3u  
1.2 OptiBPM简介 5 9AJ"C7  
1.3 光波导介绍 8 V3(8?Fz.  
1.4 快速入门 8 !v. <H]s)  
2 创建一个简单的MMI耦合器 28 W. BX6  
2.1 定义MMI耦合器材料 28 ?Ta<.j  
2.2 定义布局设置 29 |7QSr!{_  
2.3 创建一个MMI耦合器 31 CsEU:v  
2.4 插入input plane 35 *Hz]<b?  
2.5 运行模拟 39 EY^?@D_<  
2.6 在OptiBPM_Analyzer中查看模拟结果 43 %UlgG 1?A  
3 创建一个单弯曲器件 44 {q! :t0X.Y  
3.1 定义一个单弯曲器件 44 -"rANP-UI  
3.2 定义布局设置 45 nK}-^Ur  
3.3 创建一个弧形波导 46 .uSVZqJ7  
3.4 插入入射面 49 XT?wCb41R  
3.5 选择输出数据文件 53 sQ.t3a3m  
3.6 运行模拟 54 P*n/qj8h  
3.7 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 57 t;`ULp~&  
4 创建一个MMI星形耦合器 60 ~r_2V$sC2  
4.1 定义MMI星形耦合器的材料 60 kD(#LM<9s  
4.2 定义布局设置 61 .}Eckqkp  
4.3 创建一个MMI星形耦合器 61 Ibg~.>.u{  
4.4 插入输入面 62 "}vxHN#  
4.5 运行模拟 63 3L36 2  
4.6 预览最大值 65 iJ`zWpj+{Q  
4.7 绘制波导 69 "RTv[n!  
4.8 指定输出波导的路径 69 zkquXzlgB  
4.9 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 71 3$S~!fh  
4.10 添加输出波导并预览仿真结果 72 w I;sZJc  
4.11 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 74 %aV~RB#  
5 基于VB脚本进行波长扫描 75 izzX$O[=:  
5.1 定义波导材料 75 TKQ^D  
5.2 定义布局设置 76 OF2 W UcQ  
5.3 创建波导 76 ^B1$|C D,  
5.4 修改输入平面 77 Z/T( 4  
5.5 指定波导的路径 78 ?aI. Z+#  
5.6 运行模拟 79 yb,X }"Et  
5.7 在OptiBPM_Simulator中预览模拟结果 81 'uF75C  
5.8 应用VB脚本进行模拟 82 O`5hj q#  
5.9 在OptiBPM_Analyzer中查看模拟结果 84 eV~"T2!Sb  
6 应用VB脚本设计一个3dB的耦合器 88 yy+:x/(N[  
6.1 定义3dB耦合器所需的材料 88 t)= dKC  
6.2 定义布局结构 89 \_YDSmjy  
6.3 绘制并定位波导 91 IJVzF1vC  
6.4 生成布局脚本 95 jYvl-2A'  
6.5 插入和编辑输入面 97 G;d3.ml/aZ  
6.6 运行模拟 98 SSq4KFO1  
6.7 修改布局脚本 100 1 e]D=2y  
6.8 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 102 M| Nh(kvH  
7 应用预定义扩散过程 104 |o+*Iy)  
7.1 创建一个由钛在铌酸锂中扩散所形成的线性波导 104 zXU g(xu  
7.2 定义布局设置 106 jz]}%O  
7.3 设计波导 107 " %qr*|  
7.4 设置模拟参数 108 B]vR=F}*  
7.5 运行模拟 110 ioEjbqD<  
7.6 基于钛和镁在铌酸锂中的扩散,创建一个掩埋波导 111 _8!x  
7.7 将模板以新的名称进行保存 111 v*&j A 8D  
7.8 添加一个新的轮廓 111 M6bM`wHH>  
7.9 创建上方的线性波导 112 -+M360  
8 各向异性BPM 115 /]U;7)  
8.1 定义材料 116 IRueq @4  
8.2 创建轮廓 117 !zvOCAb,  
8.3 定义布局设置 118 D/JSIDd  
8.4 创建线性波导 120 )8oN$2 0  
8.5 设置模拟参数 121 z;y{QO  
8.6 预览介电常数分量 122 !Z 0U_*&  
8.7 创建输入面 123 O=*,  
8.8 运行各向异性BPM模拟 124 xcn~KF8  
9 创建一个chip-to-fiber对接耦合器 127 >rJ**y  
9.1 定义chip-to-fiber对接耦合器的材料和波导 128 00{a }@n  
9.2 定义布局设置 130 lHDZfwJ&C1  
9.3 创建一个chip-to-fiber对接耦合器 130 \.}ZvM$  
9.4 编辑输入平面 132 u! &T}i:  
9.5 设置模拟参数 134 \I-e{'h  
9.6 运行模拟 135 a+\<2NXYD  
10 电光调制器 138 cTS.yN({G  
10.1 定义电解质材料 139 N {~P}Sw  
10.2 定义电极材料 140 Qc)i?Z'6  
10.3 定义轮廓 141 TLp2a<Iy  
10.4 绘制波导 144 wy .96   
10.5 绘制电极 147 }2;iIw`  
10.6 静电模拟 149 /]_|uN)Q  
10.7 电光模拟 151 ^yqRa&  
11 折射率(RI)扫描 155 /zb/ am1#  
11.1 定义材料和通道 155 *W 2)!C|  
11.2 定义布局设置 157 `/'p1?Z"  
11.3 绘制线性波导 160 {I0U 4]  
11.4 插入输入面 160 F'sX ^/;  
11.5 创建脚本 161 L6DYunh}^N  
11.6 运行模拟 163 3;VH'hh_  
11.7 在OptiBPM_Analyzer中预览结果 163 a!/\:4-uc  
12 应用用户自定义扩散轮廓 165 dP(.l}O  
12.1 定义材料 165 JN4gH4ez)  
12.2 创建参考轮廓 166 JqZt1um  
12.3 定义布局设置 166 d(TN(6g@  
12.4 用户自定义轮廓 167 L\UGC%]9  
12.5 根据参考轮廓检测用户自定义轮廓 170 }A,!|m4  
13 马赫-泽德干涉仪开关 172 Yj*T'<e  
13.1 定义材料 173 </D.}ia  
13.2 创建钛扩散轮廓 173 c*.  
13.3 定义晶圆 174 U._fb=  
13.4 创建器件 175 dNNXMQ0"  
13.5 检查x-y切面的RI轮廓 177 leb/D>y  
13.6 定义电极区域 178 {9-9!jN{"  
4w=v /WDo  
13.7 定义输入平面和模拟参数 182 sve} ent  
13.8 运行模拟 182 {:*G/*1[.  
13.9 创建脚本 184 [5!}+8]W  
14 应用OptiBPM和OptiSystem进行光集成电路模拟-散射数据导出 186 U~)5{  
14.1 理论背景 186 pe0ax- Zv  
14.2 波导Vertical Offset位置设置 189 HcJ!(  
14.3 生成脚本数据 190 T#i;=NP"  
14.4 导出散射数据 193 k ,ldi  
14.5 创建臂 194 .?5 ~zK  
14.6 在OptiSystem内加载*.s文件 197 mRRZ/m?A(  
14.7 加载两个臂的文件 200 F-rhxJd  
14.8 在OptiSystem内完成布局 201 u"(NN9s  
14.9 连接元件 202 hnB`+!  
14.10 运行模拟 203 !-^oU"  
14.11 创建图以查看结果 204
*]NfT}}  
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