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infotek 2023-03-10 10:23

光波导《OptiBPM入门教程》

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前  言 hZXXBp  
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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。 'dG%oDHX]P  
df}r% i  
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。 /^SAC%PD  
`4?~nbz  
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。 tC?=E#3 V  
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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。 z G }?  
7,qYV}  
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。 |y;}zQB-dH  
^ |~ml Y@w  
《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 !%+2Yifna  
上海讯技光电科技有限公司
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目 录 Ei}/iBG@  
1 入门指南 4 EC2+`HJ"  
1.1 OptiBPM安装及说明 4 K5ZC:Ks  
1.2 OptiBPM简介 5 `pf4X/Py  
1.3 光波导介绍 8 kE>0M9EdH  
1.4 快速入门 8 fqX"Lus `=  
2 创建一个简单的MMI耦合器 28 l& 4,v  
2.1 定义MMI耦合器材料 28 }jt?|dl1  
2.2 定义布局设置 29 Va,<3z%O<  
2.3 创建一个MMI耦合器 31 Xp\/YJOibd  
2.4 插入input plane 35 ;__9TN  
2.5 运行模拟 39 w\54j)rb  
2.6 在OptiBPM_Analyzer中查看模拟结果 43 #/"8F O%~p  
3 创建一个单弯曲器件 44 \P} p5k[  
3.1 定义一个单弯曲器件 44 5$DHn ]  
3.2 定义布局设置 45 LTNj| u  
3.3 创建一个弧形波导 46 N8qDdr9p?c  
3.4 插入入射面 49 V@>r*7\F  
3.5 选择输出数据文件 53 d(vsE%/!  
3.6 运行模拟 54 R1nJUOE4w^  
3.7 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 57 ju}fL<<e  
4 创建一个MMI星形耦合器 60 CTWn2tpW  
4.1 定义MMI星形耦合器的材料 60 o7mZzzP  
4.2 定义布局设置 61 aQI^^$9g  
4.3 创建一个MMI星形耦合器 61 "UEv&mQ  
4.4 插入输入面 62 kb[P\cRa  
4.5 运行模拟 63 wi9DhVvc 0  
4.6 预览最大值 65 uOa26kE4  
4.7 绘制波导 69 QO"oEgB`+Z  
4.8 指定输出波导的路径 69 (D@A74q\'  
4.9 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 71 W@y J AQ  
4.10 添加输出波导并预览仿真结果 72 qo<&J f  
4.11 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 74 8ElKD{.BU8  
5 基于VB脚本进行波长扫描 75 )p!7 #v/@f  
5.1 定义波导材料 75 >iS`pb  
5.2 定义布局设置 76 J=pztASt  
5.3 创建波导 76 J_>w3uY  
5.4 修改输入平面 77 Pnd `=%w%]  
5.5 指定波导的路径 78 AuR$g7z  
5.6 运行模拟 79 D;UV&.$'v  
5.7 在OptiBPM_Simulator中预览模拟结果 81 dt~YW  
5.8 应用VB脚本进行模拟 82 nXjP x@  
5.9 在OptiBPM_Analyzer中查看模拟结果 84 SP|<Tny  
6 应用VB脚本设计一个3dB的耦合器 88 mxb06u _  
6.1 定义3dB耦合器所需的材料 88 .VTy[|o   
6.2 定义布局结构 89 M$0u1~K  
6.3 绘制并定位波导 91 YeF1C/'hy  
6.4 生成布局脚本 95 )lJao  
6.5 插入和编辑输入面 97 odg<q$34  
6.6 运行模拟 98 O?<&+(uMTT  
6.7 修改布局脚本 100 jy]JiQ B  
6.8 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 102 p{PE@KO:  
7 应用预定义扩散过程 104 + >cBVx6  
7.1 创建一个由钛在铌酸锂中扩散所形成的线性波导 104 Rb(SBa  
7.2 定义布局设置 106 zG e'*Qei  
7.3 设计波导 107 wvrrMGU)a  
7.4 设置模拟参数 108 ^<LY4^  
7.5 运行模拟 110 5OoN!TEM  
7.6 基于钛和镁在铌酸锂中的扩散,创建一个掩埋波导 111 wH~kTU2br  
7.7 将模板以新的名称进行保存 111 ;<0LXYL;  
7.8 添加一个新的轮廓 111 ,;M4jc {  
7.9 创建上方的线性波导 112 V7TVt,-3  
8 各向异性BPM 115 0oEOre3^%  
8.1 定义材料 116 PvGDTYcKp  
8.2 创建轮廓 117 5=e@d:Sz  
8.3 定义布局设置 118 ZNYH#mJX*  
8.4 创建线性波导 120 F4Y @ B  
8.5 设置模拟参数 121 Jv.U Q  
8.6 预览介电常数分量 122 V'w@rc\XN  
8.7 创建输入面 123 O$IjN x  
8.8 运行各向异性BPM模拟 124 5wUUx#  
9 创建一个chip-to-fiber对接耦合器 127 hK<5KZ/4  
9.1 定义chip-to-fiber对接耦合器的材料和波导 128 j[Uxa   
9.2 定义布局设置 130 :{(w3<i  
9.3 创建一个chip-to-fiber对接耦合器 130 -R{V-   
9.4 编辑输入平面 132 _,</1~.  
9.5 设置模拟参数 134 oA1a/[#  
9.6 运行模拟 135 #[#KL/i)$  
10 电光调制器 138 0zY(:;X  
10.1 定义电解质材料 139 d6i6hcQE  
10.2 定义电极材料 140 x1 1U@jd+1  
10.3 定义轮廓 141 eSW{Cb  
10.4 绘制波导 144 fL]Pztsk+  
10.5 绘制电极 147 pu,?<@0YK  
10.6 静电模拟 149 w\}?(uO  
10.7 电光模拟 151 /pp1~r.s?>  
11 折射率(RI)扫描 155 ITy/eZ"&:  
11.1 定义材料和通道 155 kF>o.uSV  
11.2 定义布局设置 157 WMMO5_M z  
11.3 绘制线性波导 160 e *j.  
11.4 插入输入面 160 ~zHg[X*  
11.5 创建脚本 161 l]<L [Y,E-  
11.6 运行模拟 163 w{k)XY40sW  
11.7 在OptiBPM_Analyzer中预览结果 163 ttXjn  
12 应用用户自定义扩散轮廓 165 7OW bAu;  
12.1 定义材料 165 21RP=0Q:  
12.2 创建参考轮廓 166 exdx\@72  
12.3 定义布局设置 166 hXGwP4  
12.4 用户自定义轮廓 167  lWm'  
12.5 根据参考轮廓检测用户自定义轮廓 170 [31p&FxM  
13 马赫-泽德干涉仪开关 172 #.[AK_S5&  
13.1 定义材料 173 ET];%~ ^  
13.2 创建钛扩散轮廓 173 8P: Rg%0)  
13.3 定义晶圆 174 -*2Mf Mh  
13.4 创建器件 175 _tr<}PnZ  
13.5 检查x-y切面的RI轮廓 177 ;6 +}z~  
13.6 定义电极区域 178 `pd&se'p  
13.7 定义输入平面和模拟参数 182 (Toq^+`c  
13.8 运行模拟 182 B^D(5  
13.9 创建脚本 184 rw)kAe31  
14 应用OptiBPM和OptiSystem进行光集成电路模拟-散射数据导出 186 Jw~( G9G  
14.1 理论背景 186 R_sC! -  
14.2 波导Vertical Offset位置设置 189 f`>/ H!<2  
14.3 生成脚本数据 190 5BR5X\f0  
14.4 导出散射数据 193 :Sg_t Of  
14.5 创建臂 194 p1c3Q$>i  
14.6 在OptiSystem内加载*.s文件 197 A|}l)!%  
14.7 加载两个臂的文件 200 ^7]"kg DA  
14.8 在OptiSystem内完成布局 201 gqib:q ;r  
14.9 连接元件 202 }Vu\(~  
14.10 运行模拟 203 d +iR/Ssc  
14.11 创建图以查看结果 204 a'\By?V]  
有兴趣扫码加微联系[attachment=116632] vFrt|JC_{  
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