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2023-10-07 08:24 |
《OptiBPM入门教程》
前 言 0G0(g,3p "F6gV;{Bt 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。 q6<P\CSHy< %l6E0[ 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。 b&dv("e
4 +.OdrvN4) 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。 ]}p<P):hO 't5`Ni 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。 S>S7\b' `b%lojT. 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。 6U.|0mG[ 1j:aGj>{ 《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 fc9@l a DfP-(Lm)
上海讯技光电科技有限公司 7D4tuXUq2
2021年4月 MU(I#Prpe
[attachment=120793] #sDb611}# 目 录 44|tCB` 1 入门指南 4 Am_>x8z 1.1 OptiBPM安装及说明 4 zn7)>cQ905 1.2 OptiBPM简介 5
qLP/z 1.3 光波导介绍 8 ,v,rY' 1.4 快速入门 8 T ~(Sc'8 2 创建一个简单的MMI耦合器 28 cD}]4 2.1 定义MMI耦合器材料 28 ,&qC
R
sw 2.2 定义布局设置 29 &i.sSqSI5 2.3 创建一个MMI耦合器 31 3 yy5 l!fv 2.4 插入input plane 35 S2_(lS+R 2.5 运行模拟 39 FROC/' 2.6 在OptiBPM_Analyzer中查看模拟结果 43 %^vT7c> 3 创建一个单弯曲器件 44 A`ajsZ{q, 3.1 定义一个单弯曲器件 44 $Ery&rX. 3.2 定义布局设置 45 ?Ve IlD 3.3 创建一个弧形波导 46 W)/^*,
Q7 3.4 插入入射面 49 tiHR&v 3.5 选择输出数据文件 53 d]"4aS 3.6 运行模拟 54 qc5[e 3.7 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 57 IA({RE 4 创建一个MMI星形耦合器 60 lM{f ld 4.1 定义MMI星形耦合器的材料 60
2wHbhW[ 4.2 定义布局设置 61 ;}"Eqq: 4.3 创建一个MMI星形耦合器 61 {svo!pN: 4.4 插入输入面 62 Jk6}hUH, 4.5 运行模拟 63 %S}uCqcAK 4.6 预览最大值 65 >( [,yMIY 4.7 绘制波导 69
});Rjg 4.8 指定输出波导的路径 69 cgSN:$p(R 4.9 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 71 }Mt1C~{( 4.10 添加输出波导并预览仿真结果 72 hW<v5!, 4.11 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 74 ]MosiMJF 5 基于VB脚本进行波长扫描 75 gJ'pwSA 5.1 定义波导材料 75 d6YXITL)\> 5.2 定义布局设置 76 ElV!C}g 5.3 创建波导 76 ABX%oZ7[|o 5.4 修改输入平面 77 Bhd)# P 5.5 指定波导的路径 78 .'gm2 5.6 运行模拟 79 ;54NQB3L 5.7 在OptiBPM_Simulator中预览模拟结果 81 vjlN@
" 5.8 应用VB脚本进行模拟 82 t'l4$}( 5.9 在OptiBPM_Analyzer中查看模拟结果 84 IrqM_OjC 6 应用VB脚本设计一个3dB的耦合器 88 J-5>+E,nZ 6.1 定义3dB耦合器所需的材料 88 _y_}/ 6.2 定义布局结构 89 ;*M@LP{*L 6.3 绘制并定位波导 91 y]m:
{ 6.4 生成布局脚本 95 MMs~f* 6.5 插入和编辑输入面 97 Y(.e e%;, 6.6 运行模拟 98 VTM* 1uXS> 6.7 修改布局脚本 100 .qO4ceW2-~ 6.8 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 102 ~\jP+[>M' 7 应用预定义扩散过程 104 d?2ORr|m= 7.1 创建一个由钛在铌酸锂中扩散所形成的线性波导 104 'Oue 1[ 7.2 定义布局设置 106 4a+gM._+O 7.3 设计波导 107 d8wVhZKI" 7.4 设置模拟参数 108 yu6{ 6[
7.5 运行模拟 110 q"u, Tnc; 7.6 基于钛和镁在铌酸锂中的扩散,创建一个掩埋波导 111 (WyNO QO' 7.7 将模板以新的名称进行保存 111 jtP*C_Scv/ 7.8 添加一个新的轮廓 111 1^![8>u" 7.9 创建上方的线性波导 112 ,PTM'O@aU# 8 各向异性BPM 115 si]VM_w6 8.1 定义材料 116 o@e/P;E 8.2 创建轮廓 117 ]P0%S@] 8.3 定义布局设置 118 AafS6]y 8.4 创建线性波导 120 S\g9@g. 8.5 设置模拟参数 121 Z8#nu 8.6 预览介电常数分量 122 qk2E> 8.7 创建输入面 123 Q[biy{(b8 8.8 运行各向异性BPM模拟 124 N}?|ik 9 创建一个chip-to-fiber对接耦合器 127 kGYpJg9= 9.1 定义chip-to-fiber对接耦合器的材料和波导 128 -e/}DGL 9.2 定义布局设置 130 ny5P*yWEh 9.3 创建一个chip-to-fiber对接耦合器 130 q!y. cyL 9.4 编辑输入平面 132 }qn>#ETi 9.5 设置模拟参数 134 ("2X8(3z 9.6 运行模拟 135 mqZH<.mn 10 电光调制器 138 ,|:.0g[n 10.1 定义电解质材料 139 0K%okq|n 10.2 定义电极材料 140 bC
`<A 10.3 定义轮廓 141 h0tiWHw 10.4 绘制波导 144 ~~W.]>f 10.5 绘制电极 147 Vp/XVyL}R 10.6 静电模拟 149 6]brL.eGj 10.7 电光模拟 151 :?6HG_9X 11 折射率(RI)扫描 155 An.
A1y 11.1 定义材料和通道 155 SGWb*grt 11.2 定义布局设置 157
J=`
8 11.3 绘制线性波导 160 L|CdTRgRCB 11.4 插入输入面 160 <=M5)# 11.5 创建脚本 161 4z0gyCAC A 11.6 运行模拟 163 "cKD# 11.7 在OptiBPM_Analyzer中预览结果 163 JbPkC*. 12 应用用户自定义扩散轮廓 165 FS1\`#Bm) 12.1 定义材料 165 T+Z[&| 12.2 创建参考轮廓 166 qUJ"* )S 12.3 定义布局设置 166 NUV">i.( 12.4 用户自定义轮廓 167 _J1\c~ke" 12.5 根据参考轮廓检测用户自定义轮廓 170 wpK1nA+7N 13 马赫-泽德干涉仪开关 172 .-Lrrk)R+ 13.1 定义材料 173 uy{O 13.2 创建钛扩散轮廓 173 qLEYBv-3 13.3 定义晶圆 174 |a{;<a 13.4 创建器件 175 ?Y4 +3`\x 13.5 检查x-y切面的RI轮廓 177 ``l*;} 13.6 定义电极区域 178 @xWWN 13.7 定义输入平面和模拟参数 182 YSP\+ZZ 13.8 运行模拟 182 6$urrSQ`N0 13.9 创建脚本 184 MQoA\ 14 应用OptiBPM和OptiSystem进行光集成电路模拟-散射数据导出 186 wN[lC|1c 14.1 理论背景 186 \CjJa(vV 14.2 波导Vertical Offset位置设置 189 v"k ?e 14.3 生成脚本数据 190 pP| @Z{7d` 14.4 导出散射数据 193 |+
F ~zIu' 14.5 创建臂 194 \s)MNs 14.6 在OptiSystem内加载*.s文件 197 w-K A~ 14.7 加载两个臂的文件 200 +``vnC 14.8 在OptiSystem内完成布局 201 XoKgs, y4 14.9 连接元件 202 [G}dPXD 14.10 运行模拟 203 ]Y[N=G 14.11 创建图以查看结果 204 cY5&1Shb~ 有兴趣扫码加微咨询 L`nW&;w' [attachment=120783]
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