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infotek 2023-05-29 09:01

《OptiBPM入门教程》

前  言 >Y,7>ahyt  
JBYQ7SsAS0  
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。 m:^@AR1%d  
Wu}Co  
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。 ~q4y'dBy*  
/# eBDo  
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。 Y9%yjh  
@2u<Bh}}  
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。 MVj@0W33m  
YM;^c% _7  
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。 :C&?(HJ&r  
i3~!ofTb  
《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 |z4/4Y@  
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上海讯技光电科技有限公司
2021年4月 ZHBwoC#5}  
W`\H3?C`xQ  
目 录
q+DH2&E'  
1 入门指南 4 K1hw' AaQ  
1.1 OptiBPM安装及说明 4 C VUDN2  
1.2 OptiBPM简介 5 lAGxE-B^a"  
1.3 光波导介绍 8 >}I}9y+  
1.4 快速入门 8 3}+/\:q*  
2 创建一个简单的MMI耦合器 28 kj8zWG4KH  
2.1 定义MMI耦合器材料 28 \uYUX~}i"  
2.2 定义布局设置 29 = MXF`k^}  
2.3 创建一个MMI耦合器 31 <V, ?!}V  
2.4 插入input plane 35 ! Q#b4f  
2.5 运行模拟 39 p"JSYF 9]  
2.6 在OptiBPM_Analyzer中查看模拟结果 43 P]TT  
3 创建一个单弯曲器件 44 Y!`?q8z$G  
3.1 定义一个单弯曲器件 44 }/LYI  
3.2 定义布局设置 45 X XF9oy8  
3.3 创建一个弧形波导 46 4 hj2rK'y  
3.4 插入入射面 49 |B n=$T]  
3.5 选择输出数据文件 53 Y}Dp{  
3.6 运行模拟 54  Ntqc=z  
3.7 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 57 pFK |4u  
4 创建一个MMI星形耦合器 60 j\vK`.z  
4.1 定义MMI星形耦合器的材料 60 8x{vgx @M  
4.2 定义布局设置 61 l=oVC6C  
4.3 创建一个MMI星形耦合器 61 EK'&S=]  
4.4 插入输入面 62 e%P;Jj476  
4.5 运行模拟 63 7m jj%  
4.6 预览最大值 65 ~L1O\V i  
4.7 绘制波导 69 lVFX@I=pI  
4.8 指定输出波导的路径 69 y((_V%F}  
4.9 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 71 AWi87q  
4.10 添加输出波导并预览仿真结果 72 (H F,p,h_  
4.11 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 74 4"2/"D0  
5 基于VB脚本进行波长扫描 75 Lr^xp,_n  
5.1 定义波导材料 75 EzyIsp> _  
5.2 定义布局设置 76 $7r wara  
5.3 创建波导 76 DG-vTr  
5.4 修改输入平面 77 CvW((<?  
5.5 指定波导的路径 78 JA}'d7yEa  
5.6 运行模拟 79 hK"=~\,  
5.7 在OptiBPM_Simulator中预览模拟结果 81 @}Ixr{t  
5.8 应用VB脚本进行模拟 82 [0LqZ<\5  
5.9 在OptiBPM_Analyzer中查看模拟结果 84 aC},h   
6 应用VB脚本设计一个3dB的耦合器 88 h=tu +pn  
6.1 定义3dB耦合器所需的材料 88 qIT{`hX  
6.2 定义布局结构 89 \,EPsQV0?  
6.3 绘制并定位波导 91 >(rB[ZJ  
6.4 生成布局脚本 95 >2:Sv1T  
6.5 插入和编辑输入面 97 G"[pr%?  
6.6 运行模拟 98 ##@#:B  
6.7 修改布局脚本 100 gdK/:%u3  
6.8 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 102 Ak1)  
7 应用预定义扩散过程 104 _pGviGR  
7.1 创建一个由钛在铌酸锂中扩散所形成的线性波导 104 }ELCnN  
7.2 定义布局设置 106 >l1Yhxd_0*  
7.3 设计波导 107 h%s  
7.4 设置模拟参数 108 T/;hIX:R  
7.5 运行模拟 110 <`3(i\-X  
7.6 基于钛和镁在铌酸锂中的扩散,创建一个掩埋波导 111 C6M/$_l&a  
7.7 将模板以新的名称进行保存 111 }Yl=lc vw  
7.8 添加一个新的轮廓 111 D.o|($S0  
7.9 创建上方的线性波导 112 orHD3T%&  
8 各向异性BPM 115 KUutC :  
8.1 定义材料 116 pCUOeQL(  
8.2 创建轮廓 117 h /QP=Zd  
8.3 定义布局设置 118 mv.I.EL  
8.4 创建线性波导 120 I0vn d7  
8.5 设置模拟参数 121 "V0:Lq  
8.6 预览介电常数分量 122 .^S78hr]n  
8.7 创建输入面 123 A4FDR#  
8.8 运行各向异性BPM模拟 124 grdyiBSVn  
9 创建一个chip-to-fiber对接耦合器 127 J\+gd%  
9.1 定义chip-to-fiber对接耦合器的材料和波导 128 PL$F;d  
9.2 定义布局设置 130 PJ@,01  
9.3 创建一个chip-to-fiber对接耦合器 130 8VmN? "5v  
9.4 编辑输入平面 132 a.IF%hP0xo  
9.5 设置模拟参数 134 !#I/be]  
9.6 运行模拟 135 U_;J.{n  
10 电光调制器 138 ]~Vu-@ /}  
10.1 定义电解质材料 139 nE0~Y2  
10.2 定义电极材料 140 >Ron+ oe  
10.3 定义轮廓 141 FTnQqDuT  
10.4 绘制波导 144 jgKL88J*\  
10.5 绘制电极 147 &[Zap6]  
10.6 静电模拟 149 zZc@;S#  
10.7 电光模拟 151 W7=_u+0d  
11 折射率(RI)扫描 155 !#:$u=  
11.1 定义材料和通道 155 DIp:S&q2  
11.2 定义布局设置 157 /_OZ1jX  
11.3 绘制线性波导 160 bM0[V5:jB  
11.4 插入输入面 160 OG+r|.N;  
11.5 创建脚本 161 yLO &(Mb  
11.6 运行模拟 163 *.]E+MYi*  
11.7 在OptiBPM_Analyzer中预览结果 163 Hq\E 06S@  
12 应用用户自定义扩散轮廓 165 <o7#?AcPu  
12.1 定义材料 165 Y0yO `W4  
12.2 创建参考轮廓 166 -f2`qltjb  
12.3 定义布局设置 166 50GYL5)q  
12.4 用户自定义轮廓 167 ,e FQ}&^A  
12.5 根据参考轮廓检测用户自定义轮廓 170 0 ;_wAk  
13 马赫-泽德干涉仪开关 172 $%%>n ^??  
13.1 定义材料 173 NZC='3Uz  
13.2 创建钛扩散轮廓 173 iynS4]`U  
13.3 定义晶圆 174 {/A)t1nL  
13.4 创建器件 175 kad;Wa#h  
13.5 检查x-y切面的RI轮廓 177 hRa(<ZK  
13.6 定义电极区域 178 :n4:@L<%H  
Ym.l@(  
13.7 定义输入平面和模拟参数 182 7{^4 x#NO  
13.8 运行模拟 182 dHq )vs,L  
13.9 创建脚本 184 '<&EPUO  
14 应用OptiBPM和OptiSystem进行光集成电路模拟-散射数据导出 186 7vpN 6YP  
14.1 理论背景 186 u:uSsAn0$  
14.2 波导Vertical Offset位置设置 189 g{W6a2  
14.3 生成脚本数据 190 f>)Tq'  
14.4 导出散射数据 193 8f,'p}@!d  
14.5 创建臂 194 .5!sOOs$P  
14.6 在OptiSystem内加载*.s文件 197 ,M@m4bx  
14.7 加载两个臂的文件 200 (}FW])y  
14.8 在OptiSystem内完成布局 201 : \:~y9X0  
14.9 连接元件 202 Y%)h)El  
14.10 运行模拟 203 FQ^<,  
14.11 创建图以查看结果 204
_(6B.  
CaYos;Pl  

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