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infotek 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,|.  
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上海讯技光电科技有限公司
2021年4月 ?)# qBE ]  
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目 录
42{\u08Z  
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 _>6xU t  
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 !XJvhsKXy  
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 65P*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 gsSUmf1  
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{  
1p|h\H  
13.7 定义输入平面和模拟参数 182 G<M X94?  
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  
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