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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。 %
L$bf# ZCMw3]* OptiBPM是基于光束传输算法(BPM-矢量BPM、半矢量BPM以及标量BPM)来模拟光通过任意波导介质(各向同性与各向异性)。并可使用合适的数值方法,如Crank-Nicholson方法和Scheme Parameter以及ADI,来进行计算,计算过程中可以使用合适的边界条件,如TBC和PML边界条件,以完成整个波导结构的仿真和分析,获得任意位置处的电磁场分布。 !"?#6-,Xn ^S4d:-.3 通过OptiBPM,科研人员可以同时观察近场分布(包含幅度、相位等),检测辐射以及方向场(Guided Field)。OptiBPM能够提升科研人员在波导器件设计的效率,减小风险并降低整体研发产品成本。 tU }h~&M DU0zez I9 本书详细描述了各类光波导模型的创建以及分析方法,旨在帮助OptiBPM软件初学者快速学会常用的软件功能。本书主要参考OptiWave公司发布的案例以及相关操作手册翻译整理而成。 PS)4 I&;U &47i"% 本书第一章主要介绍了软件的安装方法以及软件的开发背景,第二~十三章,分别描述了如何创建以及分析常见的波导类器件,如MMI耦合器、MMI星形耦合器、3dB耦合器、电光调制器、Chip-to-Fiber对接耦合器、马赫泽德干涉仪等,并包含了创建各类波导的方法和分析方法,如参数扫描,脚本自定义等。第十四章主要描述了如何将OptiBPM设计的元器件,导入到OptiSystem(一款光通信系统模拟仿真软件)中做联合仿真,可以查看此元器件在光通信系统中的具体行为。 9vuyv*-}e fiK6@, 《OptiBPM入门指南》,是由上海讯技光电工程师翻译整理而来,译者希望本书能够对OptiBPM的使用者有所帮助,通过学习后能够较好的掌握OptiBPM软件的基本使用方法。由于译者水平有限,书中错误纰漏之处在所难免,敬请同行读者批评和指正 OcR$zlgs[v -u6bAQ
上海讯技光电科技有限公司 2021年4月 Qf~vZtJ+J fx41,0;gZq 目 录 k3lS8d7 1 入门指南 4 LM:vsG 1.1 OptiBPM安装及说明 4 K[I=6 1.2 OptiBPM简介 5 }MJy
+Z8& 1.3 光波导介绍 8 ^n*)7K[
1.4 快速入门 8 "@e3EX7h 2 创建一个简单的MMI耦合器 28 Sj%u)#Ub 2.1 定义MMI耦合器材料 28 6dq(T_eG 2.2 定义布局设置 29 .[]r}[ lU 2.3 创建一个MMI耦合器 31 Go5J%&E9 2.4 插入input plane 35 [^WC lRF 2.5 运行模拟 39 zJq~!#pZ 2.6 在OptiBPM_Analyzer中查看模拟结果 43 tURu0`]( 3 创建一个单弯曲器件 44 LC,F
<>w1 3.1 定义一个单弯曲器件 44 0M_ DB= 3.2 定义布局设置 45 ~Otq %MQ 3.3 创建一个弧形波导 46 [g7L&`f9 3.4 插入入射面 49 ^h(ew1: 3.5 选择输出数据文件 53 {3|t;ZHk 3.6 运行模拟 54 qmkAg }2 3.7 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 57 KoOz#,() 4 创建一个MMI星形耦合器 60 @:oXN]+
_ 4.1 定义MMI星形耦合器的材料 60 Xpr?Kgz 4.2 定义布局设置 61 QmQ=q7 4.3 创建一个MMI星形耦合器 61 0z`a1 %U 4.4 插入输入面 62 6hno)kd{= 4.5 运行模拟 63 -RE^tW*Yy 4.6 预览最大值 65 a!zz6/q[ 4.7 绘制波导 69 vNyf64) 4.8 指定输出波导的路径 69 m]'#t)B_m 4.9 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 71 cVXLKO 4.10 添加输出波导并预览仿真结果 72 @CpfP;*{w` 4.11 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 74 RVZ")Z( 5 基于VB脚本进行波长扫描 75 vk}n,ecl 5.1 定义波导材料 75 d2*fLEsF 5.2 定义布局设置 76 JgxtlYjl 5.3 创建波导 76 aZH:#lUlj 5.4 修改输入平面 77 ,1y@Z 5wy 5.5 指定波导的路径 78 216 RiSr* 5.6 运行模拟 79 )MtF23k)g 5.7 在OptiBPM_Simulator中预览模拟结果 81 QJZK|* 5.8 应用VB脚本进行模拟 82 q_MPju&* 5.9 在OptiBPM_Analyzer中查看模拟结果 84 Xc =Y 6 应用VB脚本设计一个3dB的耦合器 88 +KF^Z$I 6.1 定义3dB耦合器所需的材料 88 &agWaf1%a 6.2 定义布局结构 89 ST|x23|O] 6.3 绘制并定位波导 91 R}-(cc%5 6.4 生成布局脚本 95 Me r/G2#& 6.5 插入和编辑输入面 97 ;0Q4<F 6.6 运行模拟 98 uu-PJTNZ 6.7 修改布局脚本 100 a4mn*, 6.8 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 102 +! ]zA4x 7 应用预定义扩散过程 104 oK9( /v 7.1 创建一个由钛在铌酸锂中扩散所形成的线性波导 104 ;dkYf24 7.2 定义布局设置 106 f&=AA@jLv 7.3 设计波导 107 eVEV}`X 7.4 设置模拟参数 108 9"N~yKa`"K 7.5 运行模拟 110 Z&G+bdA>, 7.6 基于钛和镁在铌酸锂中的扩散,创建一个掩埋波导 111 ]tim,7s 7.7 将模板以新的名称进行保存 111 =T3<gGM 7.8 添加一个新的轮廓 111 [meO[otb 7.9 创建上方的线性波导 112 o8 IL$: 8 各向异性BPM 115 R8Wr^s>' 8.1 定义材料 116 U#0Q) 8.2 创建轮廓 117 lXx=But 8.3 定义布局设置 118 EB0TTJR?# 8.4 创建线性波导 120 4(#'_jS 8.5 设置模拟参数 121 kVuUjP6(c 8.6 预览介电常数分量 122 ,cXD.y 8.7 创建输入面 123 5 )A1\ 8.8 运行各向异性BPM模拟 124 d8DV[{^ 9 创建一个chip-to-fiber对接耦合器 127 Ja|5 @ 9.1 定义chip-to-fiber对接耦合器的材料和波导 128 HSw;^E)1 9.2 定义布局设置 130 9)D6Nm 9.3 创建一个chip-to-fiber对接耦合器 130 tl[Uw[ 9.4 编辑输入平面 132 ZFA`s
qT 9.5 设置模拟参数 134 DMAIM|h 9.6 运行模拟 135 X1:V<,}" 10 电光调制器 138 k6;?)~. 10.1 定义电解质材料 139 -m\u 10.2 定义电极材料 140 xI{)6t$` 10.3 定义轮廓 141 W6^5YH% 10.4 绘制波导 144 0B[="rTS7# 10.5 绘制电极 147 Je';9(ZK 10.6 静电模拟 149 bc7/V#W 10.7 电光模拟 151 2\)xpOj 11 折射率(RI)扫描 155 _Ym]Mj' ln 11.1 定义材料和通道 155 9G9t" { 11.2 定义布局设置 157 \/93Dz 11.3 绘制线性波导 160 %7QV&[4! 11.4 插入输入面 160 gLb`pCo/ 11.5 创建脚本 161 x/%aM1"X^ 11.6 运行模拟 163 FK^p")i 11.7 在OptiBPM_Analyzer中预览结果 163 bc*X/). 12 应用用户自定义扩散轮廓 165 fIM,lt 12.1 定义材料 165 W1WYej" 12.2 创建参考轮廓 166 H(H<z,$}T 12.3 定义布局设置 166 %9
SJ
E 12.4 用户自定义轮廓 167 t;){D:]k 12.5 根据参考轮廓检测用户自定义轮廓 170 hl;u'_AB 13 马赫-泽德干涉仪开关 172 W}nlRbN? 13.1 定义材料 173 Ah1]Y}sy
13.2 创建钛扩散轮廓 173 W= ig.- 13.3 定义晶圆 174 y3vdUauOn 13.4 创建器件 175 #^#PPO 13.5 检查x-y切面的RI轮廓 177 &C:IX\ 13.6 定义电极区域 178 'Oxy$U
.[YuRLGz 13.7 定义输入平面和模拟参数 182 '"`IC\N^ 13.8 运行模拟 182 2Zm0qJ 13.9 创建脚本 184 &g#@3e1> 14 应用OptiBPM和OptiSystem进行光集成电路模拟-散射数据导出 186 *=) cQeJ 14.1 理论背景 186 0`Kj25 14.2 波导Vertical Offset位置设置 189 C=-=_>Q,L< 14.3 生成脚本数据 190 N[?N5~jG 14.4 导出散射数据 193 x-XD.qh7Hr 14.5 创建臂 194 p$O.>
[ 14.6 在OptiSystem内加载*.s文件 197 |Yx~;q: 14.7 加载两个臂的文件 200 QemyCCP+ 14.8 在OptiSystem内完成布局 201 <<UB ^v m 14.9 连接元件 202 S Q@y;|( 14.10 运行模拟 203 rr/B=O7 14.11 创建图以查看结果 204 ?}qttj
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