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infotek 2023-05-29 09:01

《OptiBPM入门教程》

前  言 *Ucyxpu~$  
=3SL& :8  
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。 v V^GIWK  
qryt1~Dq  
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。 }\ DQxHG  
X)f"`$  
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。 nLfnikw&  
S s`0;D1  
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。 M*S5&xpX  
LMG\jc?,  
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。 lIFU7g  
4QZy-a*tA  
《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 =;/h{ t  
}C&c=3V  

上海讯技光电科技有限公司
2021年4月 5PL,~Y  
S8)awTA9  
目 录
VD3[ko  
1 入门指南 4 +li^0+3-'  
1.1 OptiBPM安装及说明 4 -5ec8m8  
1.2 OptiBPM简介 5 "&+0jfLY+  
1.3 光波导介绍 8 -<O:isB   
1.4 快速入门 8 `( a^=e5  
2 创建一个简单的MMI耦合器 28 F_Pd\Aq8  
2.1 定义MMI耦合器材料 28 #129 i2  
2.2 定义布局设置 29 )w` Nkx  
2.3 创建一个MMI耦合器 31 hW+Dko(s  
2.4 插入input plane 35 j5)qF1W,  
2.5 运行模拟 39 v1lj/A  
2.6 在OptiBPM_Analyzer中查看模拟结果 43  Fszk?0T  
3 创建一个单弯曲器件 44 M1M]]fT0ME  
3.1 定义一个单弯曲器件 44 H= y-Y_R  
3.2 定义布局设置 45 &L?Dogo  
3.3 创建一个弧形波导 46 5y'Yosy:  
3.4 插入入射面 49 n{yjH*\Z  
3.5 选择输出数据文件 53 QE}@|H9xs  
3.6 运行模拟 54 g:clSN,  
3.7 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 57 dCK -"#T!  
4 创建一个MMI星形耦合器 60 7@"X~C  
4.1 定义MMI星形耦合器的材料 60 J@TM>R  
4.2 定义布局设置 61 4>E2G:  
4.3 创建一个MMI星形耦合器 61 By_Ui6:D  
4.4 插入输入面 62 ~Iu09t|a  
4.5 运行模拟 63 t}FMBG o[  
4.6 预览最大值 65 9 $S,P|  
4.7 绘制波导 69 tVcs r  
4.8 指定输出波导的路径 69 eBV{B70k  
4.9 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 71 5xHiq &d.E  
4.10 添加输出波导并预览仿真结果 72 yi?&^nX@9,  
4.11 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 74 PS22$_}   
5 基于VB脚本进行波长扫描 75 $g};u[y  
5.1 定义波导材料 75 p o`$^TB^+  
5.2 定义布局设置 76 kt#W~n  
5.3 创建波导 76 w3Ohm7N[  
5.4 修改输入平面 77 ,H?p9L; qp  
5.5 指定波导的路径 78 ]`XuE-Uh  
5.6 运行模拟 79 `Vi:r9|P  
5.7 在OptiBPM_Simulator中预览模拟结果 81 iFA"m;$  
5.8 应用VB脚本进行模拟 82 dL` +^E>  
5.9 在OptiBPM_Analyzer中查看模拟结果 84 J4g;~#_19  
6 应用VB脚本设计一个3dB的耦合器 88 |7$h@KF=S  
6.1 定义3dB耦合器所需的材料 88 ]t3"0  
6.2 定义布局结构 89 Mg$9'a"[\  
6.3 绘制并定位波导 91 's?Fip  
6.4 生成布局脚本 95 GvOAs-$  
6.5 插入和编辑输入面 97 eNFUjDm  
6.6 运行模拟 98 (<Xdj^v  
6.7 修改布局脚本 100 eLny-.i ,7  
6.8 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 102 MGz F+ln^U  
7 应用预定义扩散过程 104 vWH>k+9&X  
7.1 创建一个由钛在铌酸锂中扩散所形成的线性波导 104 Cpcd`y=IN  
7.2 定义布局设置 106 ^^SfIK?p  
7.3 设计波导 107 !f-o,RJ  
7.4 设置模拟参数 108 He!!oKK>  
7.5 运行模拟 110 H@ms43v\  
7.6 基于钛和镁在铌酸锂中的扩散,创建一个掩埋波导 111 i@Zj 7#e*  
7.7 将模板以新的名称进行保存 111 h.;CL#s  
7.8 添加一个新的轮廓 111 jPNfLwVkl:  
7.9 创建上方的线性波导 112 ?ljod6  
8 各向异性BPM 115 \cP'#jZz  
8.1 定义材料 116 q'U5QyuC  
8.2 创建轮廓 117 b H_pNx81  
8.3 定义布局设置 118 8M9\<k6  
8.4 创建线性波导 120 0s""%MhFI  
8.5 设置模拟参数 121 Ch9!AUiR  
8.6 预览介电常数分量 122 Z3>xpw G  
8.7 创建输入面 123 -3t BN*0+  
8.8 运行各向异性BPM模拟 124 ;-GzGDc~0  
9 创建一个chip-to-fiber对接耦合器 127 TrU@mYnE  
9.1 定义chip-to-fiber对接耦合器的材料和波导 128 .p(l+  
9.2 定义布局设置 130  ,nR8l  
9.3 创建一个chip-to-fiber对接耦合器 130 5Y=\~,%\oH  
9.4 编辑输入平面 132 "q^'5p]  
9.5 设置模拟参数 134 6QXQ<ah"  
9.6 运行模拟 135 t}k'Ba3]:Y  
10 电光调制器 138 kO_XyC4(  
10.1 定义电解质材料 139 `L#?eQ{  
10.2 定义电极材料 140 hO.G'q$V  
10.3 定义轮廓 141 F}(QKO*  
10.4 绘制波导 144 G=HxD4l  
10.5 绘制电极 147 #6s C&w3  
10.6 静电模拟 149 1`]IU_)1B  
10.7 电光模拟 151 pptM &Y  
11 折射率(RI)扫描 155 LDEW00zL  
11.1 定义材料和通道 155 `]P5,  
11.2 定义布局设置 157 /cC6qhkp%  
11.3 绘制线性波导 160 :n9xH  
11.4 插入输入面 160 ,/`E|eG1G  
11.5 创建脚本 161 $7&l6~sMQ  
11.6 运行模拟 163 !LIfeL.4h  
11.7 在OptiBPM_Analyzer中预览结果 163 2HGD{;6>v{  
12 应用用户自定义扩散轮廓 165 rk,1am:cg  
12.1 定义材料 165 R:OU>HsdX  
12.2 创建参考轮廓 166 $l,Zd6<1q  
12.3 定义布局设置 166 O| J`~Lk  
12.4 用户自定义轮廓 167 Lp`<L-s  
12.5 根据参考轮廓检测用户自定义轮廓 170 Cz@FZb8  
13 马赫-泽德干涉仪开关 172 /;NE]{K  
13.1 定义材料 173 M2E87w  
13.2 创建钛扩散轮廓 173 2Uv3_i<  
13.3 定义晶圆 174 d&T6p&V$  
13.4 创建器件 175 [AX"ne# M*  
13.5 检查x-y切面的RI轮廓 177 )@bH"  
13.6 定义电极区域 178 {jM<t  
9;]wF8h  
13.7 定义输入平面和模拟参数 182 }d~wDg<#  
13.8 运行模拟 182 w"a 9'r  
13.9 创建脚本 184 [Ba2b: l6v  
14 应用OptiBPM和OptiSystem进行光集成电路模拟-散射数据导出 186 4Wla&yy  
14.1 理论背景 186 H*{k4  
14.2 波导Vertical Offset位置设置 189 f']sU/c=  
14.3 生成脚本数据 190 z/0yO@_D/q  
14.4 导出散射数据 193 qTTn51  
14.5 创建臂 194 L+L"$  
14.6 在OptiSystem内加载*.s文件 197 i6F:C &.  
14.7 加载两个臂的文件 200 dT]L-uRZgy  
14.8 在OptiSystem内完成布局 201 Xvu)  
14.9 连接元件 202 <,@H;|mZ  
14.10 运行模拟 203 <DXmZ1  
14.11 创建图以查看结果 204
YO(:32S  
'l' X^LMD  

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