《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 'T3Wc 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 .DX 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$c5k 2.1 定义MMI耦合器材料 28 d_7v 1)j 2.2 定义布局设置 29 %:/@1r7o> 2.3 创建一个MMI耦合器 31 I
68Y4s 2.4 插入input plane 35 _?VMSu 2.5 运行模拟 39 o]R*6$ 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 v3p'*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 dug^o c1
5.3 创建波导 76 /:Q 5.4 修改输入平面 77 S+ 3lX7 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}JsC 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 ,;@vVm'} 6.7 修改布局脚本 100 }' p"q) 6.8 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 102 -=WQed} 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 YSB~04 8.5 设置模拟参数 121 >{)\GK0i7 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\e x =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"yxpw 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_ Ct^=j@g
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