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2023-07-20 08:36 |
《OptiBPM入门教程》
前 言 [tz
u;/ jf 8w7T 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。 6qf-Y!D5 }EP|Mb 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。 ;xI0\a7 w#rVSSXQ3 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。 ]h0Y8kpd _C5n Apb 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。 z:?: .}`V I`z* 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。 03C .Xh=! t)KPp|& 《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 ePi
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上海讯技光电科技有限公司 2021年4月 IE|,~M2 lqauk)(A0 目 录 =^#0. 1 入门指南 4 E~}[+X@ 1.1 OptiBPM安装及说明 4 ps"9;4P 1.2 OptiBPM简介 5 k 5t{
1.3 光波导介绍 8 JLml#Pu4 1.4 快速入门 8 Ls(&HOK[p 2 创建一个简单的MMI耦合器 28 :ET x*c 2.1 定义MMI耦合器材料 28 G$|G w 2.2 定义布局设置 29 T:Bzz)2/ 2.3 创建一个MMI耦合器 31 kF#{An)P 2.4 插入input plane 35 /8:gVXZi 2.5 运行模拟 39 ~6] )*y 2.6 在OptiBPM_Analyzer中查看模拟结果 43 'r6 cVBb} 3 创建一个单弯曲器件 44 |I(%7K 3.1 定义一个单弯曲器件 44 a!&bc8J7 3.2 定义布局设置 45 OW?uZ<z 3.3 创建一个弧形波导 46 GsI[N% 3.4 插入入射面 49 &:-GI)[o 3.5 选择输出数据文件 53 3Sk5I% 3.6 运行模拟 54 ,#=eu85' 3.7 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 57 F|9a}(-7 4 创建一个MMI星形耦合器 60
nMLU-C!t 4.1 定义MMI星形耦合器的材料 60 PKl]GegP 4.2 定义布局设置 61 uwmoM>I W^ 4.3 创建一个MMI星形耦合器 61 w 7Cne%J8 4.4 插入输入面 62 ex{)mE4Cd 4.5 运行模拟 63 Y!bpOa& 4.6 预览最大值 65 K<D`(voL 4.7 绘制波导 69 <yis 4.8 指定输出波导的路径 69 Z3OZPxm 4.9 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 71 pM1=UF 4.10 添加输出波导并预览仿真结果 72 9Ilfv 4.11 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 74 @?'t@P:4 5 基于VB脚本进行波长扫描 75 b5lk0 jA 5.1 定义波导材料 75 K-N]h 5.2 定义布局设置 76 4x=V|" 5.3 创建波导 76 : ;|)/ 5.4 修改输入平面 77 Gw{Gt]liq 5.5 指定波导的路径 78 7f.4/x^ 5.6 运行模拟 79 yg]suU<z] 5.7 在OptiBPM_Simulator中预览模拟结果 81
e-L5=B 5.8 应用VB脚本进行模拟 82 jydp4ek_n 5.9 在OptiBPM_Analyzer中查看模拟结果 84 _C7abw- 6 应用VB脚本设计一个3dB的耦合器 88 jx^|2 6.1 定义3dB耦合器所需的材料 88 =; ~%L 6.2 定义布局结构 89 C:|q'"F 6.3 绘制并定位波导 91 DDqC}l_ 6.4 生成布局脚本 95 jhjW*F<u 6.5 插入和编辑输入面 97 .0R/'!e 6.6 运行模拟 98 .y/NudD 6.7 修改布局脚本 100 B|Rpm^| 6.8 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 102 `dG.L 7 应用预定义扩散过程 104 CSd9\V 7.1 创建一个由钛在铌酸锂中扩散所形成的线性波导 104 2n-Tpay0 7.2 定义布局设置 106 $S($97IU= 7.3 设计波导 107 (hRgYwUa< 7.4 设置模拟参数 108 %x cM_|AyR 7.5 运行模拟 110 ?<>,XyY 7.6 基于钛和镁在铌酸锂中的扩散,创建一个掩埋波导 111 9TbS>o 7.7 将模板以新的名称进行保存 111 _{2Fx[m% 7.8 添加一个新的轮廓 111 eMpEFY 7.9 创建上方的线性波导 112 Cn6n4, 0 8 各向异性BPM 115 E7Gi6w~\ 8.1 定义材料 116 $BR=IYby 8.2 创建轮廓 117 <'o 'H 8.3 定义布局设置 118 '
q=NTP 8.4 创建线性波导 120 #(26t _a 8.5 设置模拟参数 121 K[ Egwk7 8.6 预览介电常数分量 122 N18diP[C 8.7 创建输入面 123 1"4nmw} 8.8 运行各向异性BPM模拟 124 U4^p({\|- 9 创建一个chip-to-fiber对接耦合器 127 >2/wzsW 9.1 定义chip-to-fiber对接耦合器的材料和波导 128 DO1N`7@o 9.2 定义布局设置 130 Ls$g-k%c@Q 9.3 创建一个chip-to-fiber对接耦合器 130 P98X[0& 9.4 编辑输入平面 132 m|e*Jc 9.5 设置模拟参数 134 D"(3VIglq 9.6 运行模拟 135 x>8}|ou 10 电光调制器 138 5>4A}hSe 10.1 定义电解质材料 139 Fgc:6<MGM 10.2 定义电极材料 140 ~D`oP/6 10.3 定义轮廓 141
Ae{4AZ 10.4 绘制波导 144 x9o^9QJh 10.5 绘制电极 147 }JpslY*aS 10.6 静电模拟 149 2
Zjb/ 10.7 电光模拟 151 i6g[E4nk 11 折射率(RI)扫描 155 Pguyf2/w 11.1 定义材料和通道 155 \Zz= 4
j 11.2 定义布局设置 157 O.up%'%, 11.3 绘制线性波导 160 nGJIjo_I 11.4 插入输入面 160 VqO<+~M,E 11.5 创建脚本 161 }2!5#/^~ 11.6 运行模拟 163 A2O_pbQti 11.7 在OptiBPM_Analyzer中预览结果 163 XdIVMXLL\ 12 应用用户自定义扩散轮廓 165 aa YQ< 12.1 定义材料 165 o YI=p3l 12.2 创建参考轮廓 166 LG@c)H74 12.3 定义布局设置 166 U37?P7i's 12.4 用户自定义轮廓 167 5vh"PlK`s 12.5 根据参考轮廓检测用户自定义轮廓 170 eze(>0\f 13 马赫-泽德干涉仪开关 172 D@b<}J>0' 13.1 定义材料 173 t ]I(98pY 13.2 创建钛扩散轮廓 173 :
$52Ds!i 13.3 定义晶圆 174 ^B6i6]Pd=9 13.4 创建器件 175 >~wk 13.5 检查x-y切面的RI轮廓 177 R#Nd|f< 13.6 定义电极区域 178 C=_-p"O# \F+o= 13.7 定义输入平面和模拟参数 182 "KI,3g _V 13.8 运行模拟 182 eN?P) , 13.9 创建脚本 184 U#]eN[ 14 应用OptiBPM和OptiSystem进行光集成电路模拟-散射数据导出 186 {LJ6't 8y: 14.1 理论背景 186 _Il9s#NA% 14.2 波导Vertical Offset位置设置 189 pA,EUh|H 14.3 生成脚本数据 190 1
GHgwT 14.4 导出散射数据 193 ut5!2t$c 14.5 创建臂 194 ,JBw$C 14.6 在OptiSystem内加载*.s文件 197 >dm._*M 14.7 加载两个臂的文件 200 Qu>zO !x 14.8 在OptiSystem内完成布局 201 6'*Uo:] 14.9 连接元件 202 ?*mbce[ 14.10 运行模拟 203 +2fJ 14.11 创建图以查看结果 204 ]j$p _s> 有兴趣可以扫码加微联系 .&} 4 [attachment=119009] @N_H]6z4 sPTUGx'
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