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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。 er<yB#/;-  
L'1!vu *Rg  
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。 |qUi9#NUo  
u@ MUcW  
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。 T!![7Rs  
7 'T3W c  
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。 DxuT23. (  
6-"@j@l5<  
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。 ..FEyf  
V { #8+  
《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 Ep>} S  
5"~F#vt  

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目 录
RCZ"BxleU  
1 入门指南 4 Ez()W,6]g  
1.1 OptiBPM安装及说明 4 .D X  
1.2 OptiBPM简介 5 (!cG*FrN  
1.3 光波导介绍 8 :%&|5Ytb  
1.4 快速入门 8 n 0/<m.  
2 创建一个简单的MMI耦合器 28 &TgS$c5k  
2.1 定义MMI耦合器材料 28 d_7v1)j  
2.2 定义布局设置 29 %:/@1r7o>  
2.3 创建一个MMI耦合器 31 I 68Y4s  
2.4 插入input plane 35 _?VMSu  
2.5 运行模拟 39 o]R*6$  
2.6 在OptiBPM_Analyzer中查看模拟结果 43 ;?{[vLHDL  
3 创建一个单弯曲器件 44 v 3p'*81;  
3.1 定义一个单弯曲器件 44 (5rfeSA^  
3.2 定义布局设置 45 \v\f'eQ  
3.3 创建一个弧形波导 46 t,bQ@x{zVC  
3.4 插入入射面 49 e]9Z]a2  
3.5 选择输出数据文件 53 { l0[`"EF  
3.6 运行模拟 54 8]@$7hy8  
3.7 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 57 3Q0g4#eP  
4 创建一个MMI星形耦合器 60 +,g3Xqs}X  
4.1 定义MMI星形耦合器的材料 60 Lg%3M8-W~  
4.2 定义布局设置 61 Q9G\T:^ury  
4.3 创建一个MMI星形耦合器 61 4Tdp;n\F  
4.4 插入输入面 62 0<3->uK  
4.5 运行模拟 63 o=zr]vv  
4.6 预览最大值 65 Q[n*ce7L0  
4.7 绘制波导 69 !"d"3coQ?  
4.8 指定输出波导的路径 69 6 2*p*t  
4.9 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 71 >TQNrS^$J  
4.10 添加输出波导并预览仿真结果 72 I4"(4u@P  
4.11 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 74 |KMwK png  
5 基于VB脚本进行波长扫描 75 1m~-q4D)V  
5.1 定义波导材料 75 Tr@|QNu  
5.2 定义布局设置 76 d ug^oc1  
5.3 创建波导 76 /:Q  
5.4 修改输入平面 77 S+ 3l X7  
5.5 指定波导的路径 78 =w5]o@  
5.6 运行模拟 79 -F$v`|(O+  
5.7 在OptiBPM_Simulator中预览模拟结果 81 % lK/2-  
5.8 应用VB脚本进行模拟 82 xqQLri}  
5.9 在OptiBPM_Analyzer中查看模拟结果 84 |Cm6RH$(  
6 应用VB脚本设计一个3dB的耦合器 88 yM2}J s C  
6.1 定义3dB耦合器所需的材料 88 8wEUly  
6.2 定义布局结构 89 14pyHMOR  
6.3 绘制并定位波导 91 xNd p]u  
6.4 生成布局脚本 95 |[_%zV;p>v  
6.5 插入和编辑输入面 97 y*#YIS56I  
6.6 运行模拟 98 ,;@v Vm'}  
6.7 修改布局脚本 100 }'p"q )  
6.8 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 102 -=W Qed}  
7 应用预定义扩散过程 104 jO0"`|(]s  
7.1 创建一个由钛在铌酸锂中扩散所形成的线性波导 104 cj\?vX\V  
7.2 定义布局设置 106 oTN:Q"oK7?  
7.3 设计波导 107 k>)Uyw$!  
7.4 设置模拟参数 108 8l l}"  
7.5 运行模拟 110 e>2KW5.  
7.6 基于钛和镁在铌酸锂中的扩散,创建一个掩埋波导 111 C=Tq/L w  
7.7 将模板以新的名称进行保存 111 >ZwDcuJ~Lz  
7.8 添加一个新的轮廓 111 5Q/jI$^h0Z  
7.9 创建上方的线性波导 112 7G+E+A5o&  
8 各向异性BPM 115 lyD=n  
8.1 定义材料 116 3}}8ukq  
8.2 创建轮廓 117 w9w=2 *  
8.3 定义布局设置 118 X#>:9  
8.4 创建线性波导 120 Y SB~04  
8.5 设置模拟参数 121 >{)\GK0i 7  
8.6 预览介电常数分量 122 ^o87qr0g]  
8.7 创建输入面 123 YTD&swk  
8.8 运行各向异性BPM模拟 124 ~p`[z~|  
9 创建一个chip-to-fiber对接耦合器 127 R > [2*o"  
9.1 定义chip-to-fiber对接耦合器的材料和波导 128 "Q`Le{  
9.2 定义布局设置 130 eiQ42x@Z  
9.3 创建一个chip-to-fiber对接耦合器 130 cE^Ljk  
9.4 编辑输入平面 132 P0/Ctke;  
9.5 设置模拟参数 134 ;4QE.&s`  
9.6 运行模拟 135 ,R\ex =c  
10 电光调制器 138 \1O wZ@  
10.1 定义电解质材料 139 y(wb?86#W5  
10.2 定义电极材料 140 TbD $lx3>  
10.3 定义轮廓 141 6j Rewj  
10.4 绘制波导 144 if?X^j0  
10.5 绘制电极 147 ZPG~@lU  
10.6 静电模拟 149 TkR#Kzv380  
10.7 电光模拟 151 R"y xpw  
11 折射率(RI)扫描 155 VHi'~B#'*  
11.1 定义材料和通道 155 X%$1%)C9  
11.2 定义布局设置 157 ? q_%  
11.3 绘制线性波导 160 +NJIi@  
11.4 插入输入面 160 V aoqI  
11.5 创建脚本 161  Q@!XVQx4  
11.6 运行模拟 163 ^3ai}Ei3  
11.7 在OptiBPM_Analyzer中预览结果 163 #w@FBFr@  
12 应用用户自定义扩散轮廓 165  }}Zg/(  
12.1 定义材料 165 '0=mV"#H{  
12.2 创建参考轮廓 166 <TTBIXV  
12.3 定义布局设置 166 r>}z|I'  
12.4 用户自定义轮廓 167 >`l^ C  
12.5 根据参考轮廓检测用户自定义轮廓 170 nsM. `s@V  
13 马赫-泽德干涉仪开关 172 'jXJ!GFw  
13.1 定义材料 173 <KJ|U0/jGd  
13.2 创建钛扩散轮廓 173 H.;2o(vD  
13.3 定义晶圆 174 HV'M31m~q  
13.4 创建器件 175 'h@&rr@5  
13.5 检查x-y切面的RI轮廓 177 3 Q~0b+k  
13.6 定义电极区域 178 E[i#8_  
aCJ-T8?'  
13.7 定义输入平面和模拟参数 182 !ALq?u  
13.8 运行模拟 182 di(H-=9G62  
13.9 创建脚本 184 [ahwJF#r  
14 应用OptiBPM和OptiSystem进行光集成电路模拟-散射数据导出 186 [Op^l%BC  
14.1 理论背景 186 2*< PmKI  
14.2 波导Vertical Offset位置设置 189 lvRTy|%[  
14.3 生成脚本数据 190 Q-B/SX)!/  
14.4 导出散射数据 193 LLFQ5py{  
14.5 创建臂 194 KG4zjQf  
14.6 在OptiSystem内加载*.s文件 197 ;<*%BtD?  
14.7 加载两个臂的文件 200 B6j/"x6N15  
14.8 在OptiSystem内完成布局 201 Z&4L///  
14.9 连接元件 202 >X*G6p  
14.10 运行模拟 203 |S~$IFN4  
14.11 创建图以查看结果 204
3<l}gB'S[  
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