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2023-07-20 08:36 |
《OptiBPM入门教程》
前 言 ~Ip-@c}'j wE4:$+R}; 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。 O`pqS\H c-dOb.v0 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。 4J"S?HsW| {okx*]PIc 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。 SMMsXH ;]/emw=a 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。 ZjEc\{ s Ew9\Y R} 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。 ^@"EI|fsP v_7?Zik8E 《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 1_aUU,|. 5R?[My
上海讯技光电科技有限公司 2021年4月 ?)#qBE ] Vh1R!>XY 目 录 42{\u 08Z 1 入门指南 4 h:J0d~u 1.1 OptiBPM安装及说明 4 n&4 4Acs[ 1.2 OptiBPM简介 5 )fRZ}7k: 1.3 光波导介绍 8 {&bjjM 1.4 快速入门 8 v*&WxP^Gm 2 创建一个简单的MMI耦合器 28 t04_~e 2.1 定义MMI耦合器材料 28 +;ILj<!Z7 2.2 定义布局设置 29 M`~UH\ 2.3 创建一个MMI耦合器 31 orGkS<P 2.4 插入input plane 35 Uzx,aYo X 2.5 运行模拟 39 S>!
YBzm&X 2.6 在OptiBPM_Analyzer中查看模拟结果 43 YoT<]' 3 创建一个单弯曲器件 44 p,)~w1| 3.1 定义一个单弯曲器件 44 42Qfv%*c 3.2 定义布局设置 45 9Ez>srH( 3.3 创建一个弧形波导 46 rQuozbBb 3.4 插入入射面 49 b#17N2xkT 3.5 选择输出数据文件 53 ) Ekd 3.6 运行模拟 54 9HtzBS 3.7 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 57 yqY nd<K4 4 创建一个MMI星形耦合器 60 ;F/yS2p 4.1 定义MMI星形耦合器的材料 60 cg]\R1Gm 4.2 定义布局设置 61 lVw77bZ 4.3 创建一个MMI星形耦合器 61 6ojEEM 4.4 插入输入面 62 I"4Lma 4.5 运行模拟 63 G>>`j2:y 4.6 预览最大值 65 vq.~8c1 4.7 绘制波导 69 QO-R> 4.8 指定输出波导的路径 69 l$1z%|I 4.9 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 71 m$bX;F}T 4.10 添加输出波导并预览仿真结果 72 Gl4(-e'b 4.11 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 74 ;j#(%U]Vp 5 基于VB脚本进行波长扫描 75 _>6xUt 5.1 定义波导材料 75
^"U-\cx 5.2 定义布局设置 76 ':mw(` 5.3 创建波导 76 Q?Y\WD 5.4 修改输入平面 77 /YyimG7 5.5 指定波导的路径 78 ;x|E}XD 5.6 运行模拟 79 "5 /i 5.7 在OptiBPM_Simulator中预览模拟结果 81 wfecM( 5.8 应用VB脚本进行模拟 82 |<Cz#|
,q 5.9 在OptiBPM_Analyzer中查看模拟结果 84 ,vxxp]#5 6 应用VB脚本设计一个3dB的耦合器 88 :75$e%'A 6.1 定义3dB耦合器所需的材料 88 $,/;QP} 6.2 定义布局结构 89 qHGwD20 ~ 6.3 绘制并定位波导 91 /|kR=
~ 6.4 生成布局脚本 95 xD:t$~ 6.5 插入和编辑输入面 97 M_:_(y>l 6.6 运行模拟 98 zQ&k$l9 6.7 修改布局脚本 100 f>*D@TrU 6.8 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 102 (P+TOu-y\ 7 应用预定义扩散过程 104 _7)>/YK?}4 7.1 创建一个由钛在铌酸锂中扩散所形成的线性波导 104 zq:+e5YT?T 7.2 定义布局设置 106 U#u=9%' 7.3 设计波导 107 'aWrjfDy: 7.4 设置模拟参数 108 up# R9
d| 7.5 运行模拟 110 5$<\ 7.6 基于钛和镁在铌酸锂中的扩散,创建一个掩埋波导 111 ^B>BA 7.7 将模板以新的名称进行保存 111 Wk0"U
V 7.8 添加一个新的轮廓 111 JQo"<<[ 7.9 创建上方的线性波导 112 E8Rk
b} 8 各向异性BPM 115 [SJ)4e|) 8.1 定义材料 116 !XJvhsKX y 8.2 创建轮廓 117 CTNeh%K; 8.3 定义布局设置 118 6>fQe8Y 8.4 创建线性波导 120 H}nPaw]G 8.5 设置模拟参数 121 tK|jh 8.6 预览介电常数分量 122
@hb K 8.7 创建输入面 123 65 P*Gu? 8.8 运行各向异性BPM模拟 124 ! H^,p$`[i 9 创建一个chip-to-fiber对接耦合器 127 dN8@ 0AMSf 9.1 定义chip-to-fiber对接耦合器的材料和波导 128 |4slG 9.2 定义布局设置 130 b3zxiq
x 9.3 创建一个chip-to-fiber对接耦合器 130 [i9.#* 9.4 编辑输入平面 132
MeP,8,n' 9.5 设置模拟参数 134 &F8N$H 9.6 运行模拟 135 $=IJ-_'o 10 电光调制器 138 ytWTJ>L 10.1 定义电解质材料 139 7,.3'cCL^ 10.2 定义电极材料 140 [110[i^ 10.3 定义轮廓 141 &e-MOM2& 10.4 绘制波导 144 gsSUm f1 10.5 绘制电极 147 hB!>*AsG 10.6 静电模拟 149 eB]R<a60 10.7 电光模拟 151 %6%QE'D 11 折射率(RI)扫描 155 M<%g )jn_ 11.1 定义材料和通道 155 t&oNC6 11.2 定义布局设置 157 zL%ruWNG 11.3 绘制线性波导 160 4P>4d + 11.4 插入输入面 160
@_ZE_n 11.5 创建脚本 161 7V="/0a 11.6 运行模拟 163 Qw,{"J 11.7 在OptiBPM_Analyzer中预览结果 163 iE}Lw&x 12 应用用户自定义扩散轮廓 165 ;%wY fq~P 12.1 定义材料 165 5LkpfmR 12.2 创建参考轮廓 166 .#4;em%7 12.3 定义布局设置 166 q[wVC
h 12.4 用户自定义轮廓 167 |})7\o 12.5 根据参考轮廓检测用户自定义轮廓 170 HRG2sv T4t 13 马赫-泽德干涉仪开关 172 mF6 U{= 13.1 定义材料 173 <Rno; 13.2 创建钛扩散轮廓 173 a%IJ8t+mn 13.3 定义晶圆 174 )J"*[[e 13.4 创建器件 175 3jJd)C R 13.5 检查x-y切面的RI轮廓 177 i'\7P-a 13.6 定义电极区域 178 .*x |TPv{ 1 p|h\H 13.7 定义输入平面和模拟参数 182 G<MX94? 13.8 运行模拟 182 m|c5X)}- 13.9 创建脚本 184 l)d(N7HME 14 应用OptiBPM和OptiSystem进行光集成电路模拟-散射数据导出 186 ,lUroO^^ 14.1 理论背景 186 zYz0R:@n+ 14.2 波导Vertical Offset位置设置 189 #cF ?a5 14.3 生成脚本数据 190 ij|+MX 14.4 导出散射数据 193 `
&E- 14.5 创建臂 194 8Q*477=I 14.6 在OptiSystem内加载*.s文件 197 @j{n
V@| 14.7 加载两个臂的文件 200 .O1Kwu 14.8 在OptiSystem内完成布局 201 mZgYR~ 14.9 连接元件 202 S+LS!b 14.10 运行模拟 203 jkrv2 `" 14.11 创建图以查看结果 204 Or2J 有兴趣可以扫码加微联系 >}p'E9J?r [attachment=119009] rDEdMT [3~mil3rO
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