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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。 K2yNI q_  
ltgtD k  
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。 ^_|kEvk0  
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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。 |mQ Fi\  
a24 AmoWx  
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。 Zf@B< m  
|K Rt$t  
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。 t kj  
lJ-PW\P  
《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 8]&:'  
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上海讯技光电科技有限公司
2021年4月 !`I@Rk]`c  
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目 录
Ha-]U:Vcx  
1 入门指南 4 ( ~5 M{Xh  
1.1 OptiBPM安装及说明 4 (?\+  
1.2 OptiBPM简介 5 rMxIujx  
1.3 光波导介绍 8 `9K5 ;]  
1.4 快速入门 8 6EyPZ{  
2 创建一个简单的MMI耦合器 28 )Q =>7%ZA  
2.1 定义MMI耦合器材料 28 $!.>)n  
2.2 定义布局设置 29 G$i)ELs  
2.3 创建一个MMI耦合器 31 h:362&?]  
2.4 插入input plane 35 ALTOi?  
2.5 运行模拟 39 tn' Jkwp  
2.6 在OptiBPM_Analyzer中查看模拟结果 43 ]q%r2 (y,k  
3 创建一个单弯曲器件 44 w7?fJ")  
3.1 定义一个单弯曲器件 44 6K pq~o   
3.2 定义布局设置 45 E@ U]k$M  
3.3 创建一个弧形波导 46 0wv#AT  
3.4 插入入射面 49 3MQZ)!6  
3.5 选择输出数据文件 53 !Rl|o^Vw>{  
3.6 运行模拟 54 oM~y8O  
3.7 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 57 Q p>b  
4 创建一个MMI星形耦合器 60 ,\\ba_*z  
4.1 定义MMI星形耦合器的材料 60 `sCaGCp  
4.2 定义布局设置 61 V[nPTYO4  
4.3 创建一个MMI星形耦合器 61 $gBQ5Wd  
4.4 插入输入面 62 S"Cz. bv  
4.5 运行模拟 63 f"5O'QHGQK  
4.6 预览最大值 65 7a'yO+7-)  
4.7 绘制波导 69 $5&%X'jk  
4.8 指定输出波导的路径 69 Ocx"s\q(  
4.9 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 71 TBBnsj6e  
4.10 添加输出波导并预览仿真结果 72 ljNwt  
4.11 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 74 F(HfXY3  
5 基于VB脚本进行波长扫描 75 z5fE<=<X_W  
5.1 定义波导材料 75 /YvXyi>^"%  
5.2 定义布局设置 76 Y7}>yC/GY  
5.3 创建波导 76 ^}=)jLS  
5.4 修改输入平面 77 :DN!1~ZtW  
5.5 指定波导的路径 78 crM5&L9zF  
5.6 运行模拟 79 Q*smH-Sw  
5.7 在OptiBPM_Simulator中预览模拟结果 81 !uEEuD#  
5.8 应用VB脚本进行模拟 82 SN{+ Pk  
5.9 在OptiBPM_Analyzer中查看模拟结果 84 S:_Ms{S  
6 应用VB脚本设计一个3dB的耦合器 88 !LN8=u.  
6.1 定义3dB耦合器所需的材料 88 !2LX+*;  
6.2 定义布局结构 89 :X;G]B .  
6.3 绘制并定位波导 91 =:WZV8@%  
6.4 生成布局脚本 95 O^@8Drgc  
6.5 插入和编辑输入面 97 7=6:ZSI  
6.6 运行模拟 98 9*)&hhBs,  
6.7 修改布局脚本 100 lYx_8x2  
6.8 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 102 Nn. 9J  
7 应用预定义扩散过程 104 `>:5[Y  
7.1 创建一个由钛在铌酸锂中扩散所形成的线性波导 104 h:%,>I%{  
7.2 定义布局设置 106 e%\^V\L  
7.3 设计波导 107 9pp +<c  
7.4 设置模拟参数 108 2Xt4Rqk$  
7.5 运行模拟 110 1X?ro;  
7.6 基于钛和镁在铌酸锂中的扩散,创建一个掩埋波导 111 Xul`>8y|  
7.7 将模板以新的名称进行保存 111 0WUBj:@g  
7.8 添加一个新的轮廓 111 n1f8jS+'}  
7.9 创建上方的线性波导 112 !Z!)$3bB  
8 各向异性BPM 115 &BVHQ7[  
8.1 定义材料 116 g&Vhu8kNIA  
8.2 创建轮廓 117 G$<(>"Yr~$  
8.3 定义布局设置 118 >f]/VaMH{  
8.4 创建线性波导 120 ;p(h!4E  
8.5 设置模拟参数 121 <|Td0|x _q  
8.6 预览介电常数分量 122 ,MY7h 8V/  
8.7 创建输入面 123 H%wB8Y ]  
8.8 运行各向异性BPM模拟 124 /%T/@y  
9 创建一个chip-to-fiber对接耦合器 127 66v,/#K  
9.1 定义chip-to-fiber对接耦合器的材料和波导 128 Nm*(?1  
9.2 定义布局设置 130 uC'-: t#  
9.3 创建一个chip-to-fiber对接耦合器 130 oB:7R^a  
9.4 编辑输入平面 132 11H`WOTQF  
9.5 设置模拟参数 134 5 D|#l*V  
9.6 运行模拟 135 R|st<P  
10 电光调制器 138 kuEXNi1l  
10.1 定义电解质材料 139 UUt"8]@[  
10.2 定义电极材料 140 2.q Zs8&  
10.3 定义轮廓 141 dAI^P/y%  
10.4 绘制波导 144 2f,8Jnia  
10.5 绘制电极 147 [?]N GTr#  
10.6 静电模拟 149 DzZF*ylQ5P  
10.7 电光模拟 151 RHF"$6EAFG  
11 折射率(RI)扫描 155  0,Ds1y^  
11.1 定义材料和通道 155 L AQ@y-K3  
11.2 定义布局设置 157 MP%#)O6  
11.3 绘制线性波导 160 xWLvx'8W  
11.4 插入输入面 160 &;BhL%)}  
11.5 创建脚本 161 m eF7[>!U  
11.6 运行模拟 163 W5|{A])N  
11.7 在OptiBPM_Analyzer中预览结果 163 t~+M>Fjm?d  
12 应用用户自定义扩散轮廓 165 9 [eiN  
12.1 定义材料 165 D;,p?]mgO~  
12.2 创建参考轮廓 166 >F$9&s&  
12.3 定义布局设置 166 V+gZjuN$  
12.4 用户自定义轮廓 167 U2VEFm6  
12.5 根据参考轮廓检测用户自定义轮廓 170 H=/1d.p  
13 马赫-泽德干涉仪开关 172 6#Vl3o(E|  
13.1 定义材料 173 6{2y$'m8  
13.2 创建钛扩散轮廓 173 N*IroT3  
13.3 定义晶圆 174 1c$pz:$vX  
13.4 创建器件 175 E?w#$HS  
13.5 检查x-y切面的RI轮廓 177 P;5)Net1X  
13.6 定义电极区域 178 )."ob=m  
?^&ih:"  
13.7 定义输入平面和模拟参数 182 6uRE9h|  
13.8 运行模拟 182 W~ yb>+u  
13.9 创建脚本 184 $(1t~u<17  
14 应用OptiBPM和OptiSystem进行光集成电路模拟-散射数据导出 186 $Itmm/M  
14.1 理论背景 186 Tu vs}  
14.2 波导Vertical Offset位置设置 189 @-q,%)?0}=  
14.3 生成脚本数据 190 Ws2q/[\oz  
14.4 导出散射数据 193 }&v}S6T  
14.5 创建臂 194 Qf:e;1F!  
14.6 在OptiSystem内加载*.s文件 197 8eT#- 9q@  
14.7 加载两个臂的文件 200 &9e  
14.8 在OptiSystem内完成布局 201 }9OMXLbRv  
14.9 连接元件 202 vn.5X   
14.10 运行模拟 203 R @\fqNq  
14.11 创建图以查看结果 204
zw<<st Bp  
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