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infotek 2023-04-03 09:08

《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。 EpRn,[  
H[s+.&^  
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。 KC; o   
W{q P/R  
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。 w[l#0ZZ  
P}a$#a'!  
本书详细描述了各类光波导模型的创建以及分析方法,旨在帮助OptiBPM软件初学者快速学会常用的软件功能。本书主要参考OptiWave公司发布的案例以及相关操作手册翻译整理而成。 yc9!JJMkH  
2/t;}pw8  
本书第一章主要介绍了软件的安装方法以及软件的开发背景,第二~十三章,分别描述了如何创建以及分析常见的波导类器件,如MMI耦合器、MMI星形耦合器、3dB耦合器、电光调制器、Chip-to-Fiber对接耦合器、马赫泽德干涉仪等,并包含了创建各类波导的方法和分析方法,如参数扫描,脚本自定义等。第十四章主要描述了如何将OptiBPM设计的元器件,导入到OptiSystem(一款光通信系统模拟仿真软件)中做联合仿真,可以查看此元器件在光通信系统中的具体行为。 ^J-Xy\ X  
uSI@Cjp  
《OptiBPM入门指南》,是由上海讯技光电工程师翻译整理而来,译者希望本书能够对OptiBPM的使用者有所帮助,通过学习后能够较好的掌握OptiBPM软件的基本使用方法。由于译者水平有限,书中错误纰漏之处在所难免,敬请同行读者批评和指正 PX^ k;  
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目 录
v,Z]Vqk  
1 入门指南 4  r90tXx  
1.1 OptiBPM安装及说明 4 z]%@r 7  
1.2 OptiBPM简介 5 `$JZJ!,A  
1.3 光波导介绍 8 a]P%Y.? r  
1.4 快速入门 8 8Vn   
2 创建一个简单的MMI耦合器 28 \VIY[6sn\M  
2.1 定义MMI耦合器材料 28 5QXU"kWH  
2.2 定义布局设置 29 QaEiPn~  
2.3 创建一个MMI耦合器 31 I*o6Bn |D  
2.4 插入input plane 35 h"8[1 ;  
2.5 运行模拟 39 +,R!el!o~u  
2.6 在OptiBPM_Analyzer中查看模拟结果 43 _(gkYJ+MK  
3 创建一个单弯曲器件 44 "WGKwi=W  
3.1 定义一个单弯曲器件 44 &@|? %  
3.2 定义布局设置 45 bxxLAWQ(  
3.3 创建一个弧形波导 46 $1d{R;b[  
3.4 插入入射面 49 NRG~ya >  
3.5 选择输出数据文件 53 [bo"!Qk%  
3.6 运行模拟 54 $U7/w?gc'  
3.7 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 57 N#-. [9!  
4 创建一个MMI星形耦合器 60 +&f_k@+  
4.1 定义MMI星形耦合器的材料 60  Br s}  
4.2 定义布局设置 61 $,r%@'=&  
4.3 创建一个MMI星形耦合器 61 ("}Hs[  
4.4 插入输入面 62 yVn%Bz' [  
4.5 运行模拟 63 lQ ki58.  
4.6 预览最大值 65 _a"| :kX  
4.7 绘制波导 69 +RpCh!KP  
4.8 指定输出波导的路径 69 U)-aecB!  
4.9 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 71 # Dgkl  
4.10 添加输出波导并预览仿真结果 72 &u[F)|  
4.11 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 74 [-Y~g%M  
5 基于VB脚本进行波长扫描 75 GadY#]}(  
5.1 定义波导材料 75 I;_T_m4.q  
5.2 定义布局设置 76 %j17QD8  
5.3 创建波导 76 a}VR>!b  
5.4 修改输入平面 77 o8E<_rei  
5.5 指定波导的路径 78 .@mZG<vg  
5.6 运行模拟 79 RB""(<  
5.7 在OptiBPM_Simulator中预览模拟结果 81 B$JPE7h@[P  
5.8 应用VB脚本进行模拟 82 ^hEN  
5.9 在OptiBPM_Analyzer中查看模拟结果 84 75R4[C6T  
6 应用VB脚本设计一个3dB的耦合器 88 @pv:uON\  
6.1 定义3dB耦合器所需的材料 88 5M)B  
6.2 定义布局结构 89 lc fAb@}2  
6.3 绘制并定位波导 91 c; .y  
6.4 生成布局脚本 95 }*-fh$QJ  
6.5 插入和编辑输入面 97 f]Aa$\@b  
6.6 运行模拟 98 I hSXU<]  
6.7 修改布局脚本 100 P*?2+.  
6.8 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 102 $`0^E#Nl  
7 应用预定义扩散过程 104 3#udz C  
7.1 创建一个由钛在铌酸锂中扩散所形成的线性波导 104 j/T@-7^0  
7.2 定义布局设置 106 g_tEUaiK  
7.3 设计波导 107 g.:ZMV  
7.4 设置模拟参数 108 ZZ!6O/M  
7.5 运行模拟 110 Eqny'44  
7.6 基于钛和镁在铌酸锂中的扩散,创建一个掩埋波导 111 at*DYZBjDB  
7.7 将模板以新的名称进行保存 111 E:\#Ur2  
7.8 添加一个新的轮廓 111 >c:nr&yP  
7.9 创建上方的线性波导 112 ~]W @+\l  
8 各向异性BPM 115 r_'];  
8.1 定义材料 116 z:dW'U?1  
8.2 创建轮廓 117 {~EsO1p  
8.3 定义布局设置 118 /-@F|,O)$n  
8.4 创建线性波导 120 srImk6YD  
8.5 设置模拟参数 121 cqZ lpm$c  
8.6 预览介电常数分量 122 u,YmCEd_V  
8.7 创建输入面 123 8r,0Qic2K  
8.8 运行各向异性BPM模拟 124 (]fbCH:  
9 创建一个chip-to-fiber对接耦合器 127 5|bfrc  
9.1 定义chip-to-fiber对接耦合器的材料和波导 128 NgxJz ]b  
9.2 定义布局设置 130 @frV:%  
9.3 创建一个chip-to-fiber对接耦合器 130 4uE/!dT  
9.4 编辑输入平面 132 ZL!5dT&@W  
9.5 设置模拟参数 134 rO1N@kd/  
9.6 运行模拟 135 Dg ~k"Ice  
10 电光调制器 138 -=1>t3~\  
10.1 定义电解质材料 139 \)MzUOZn  
10.2 定义电极材料 140 l0',B*og  
10.3 定义轮廓 141 }.=wQ_  
10.4 绘制波导 144 1Sns$t%b  
10.5 绘制电极 147 XK0lv8(  
10.6 静电模拟 149 sFgsEKs  
10.7 电光模拟 151 kOel !A  
11 折射率(RI)扫描 155 =t}m  
11.1 定义材料和通道 155 E%Ysyk  
11.2 定义布局设置 157 8k Sb92  
11.3 绘制线性波导 160 6TQ[2%X'  
11.4 插入输入面 160 YZ->ep}  
11.5 创建脚本 161 R\6dvd  
11.6 运行模拟 163 5]3Mj*u\  
11.7 在OptiBPM_Analyzer中预览结果 163 v)zxQuH]^  
12 应用用户自定义扩散轮廓 165 q(#,X~0  
12.1 定义材料 165 6k|f]BCL  
12.2 创建参考轮廓 166 \:Hh'-77q  
12.3 定义布局设置 166 >dDcm  
12.4 用户自定义轮廓 167 sk t9mU  
12.5 根据参考轮廓检测用户自定义轮廓 170 lj *=bK  
13 马赫-泽德干涉仪开关 172 ?*QL;[n1  
13.1 定义材料 173 .36]>8  
13.2 创建钛扩散轮廓 173 Djp;\.$(  
13.3 定义晶圆 174 >(Wt  
13.4 创建器件 175 0SZ:C(]  
13.5 检查x-y切面的RI轮廓 177 CSFE[F63  
13.6 定义电极区域 178 l>7?B2^<E  
?Bd6<F -G  
13.7 定义输入平面和模拟参数 182 f_.0 uM  
13.8 运行模拟 182 sg<c1  
13.9 创建脚本 184 /EVXkf0  
14 应用OptiBPM和OptiSystem进行光集成电路模拟-散射数据导出 186 $cO-+Mr-~  
14.1 理论背景 186 z Hl+P*)  
14.2 波导Vertical Offset位置设置 189 ~.S/<:`U  
14.3 生成脚本数据 190 8(-N;<Ef2  
14.4 导出散射数据 193 D<^K7tJui  
14.5 创建臂 194 ,YrPwdaTB  
14.6 在OptiSystem内加载*.s文件 197 bg*@N  
14.7 加载两个臂的文件 200 R8j\CiV17  
14.8 在OptiSystem内完成布局 201 3e;ux6  
14.9 连接元件 202 #]wBXzu?  
14.10 运行模拟 203 ;Z&w"oSJ  
14.11 创建图以查看结果 204
h& Ezhv2  
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