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2023-10-07 08:24 |
《OptiBPM入门教程》
前 言 l6S6Y .V\M/q\Tv 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。 GK/Q]}Q8pZ r4D6I, 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。 EdPN= -Jtx9P 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。 *I(g~p 6!3Jr 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。 DB>Y#2j4h dTV:/QM 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。 iC{~~W6 P"g
Y|}| 《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 K)A%QI !j3V'XU#Zn
上海讯技光电科技有限公司 `>q|_w\e
2021年4月 iZy`5
[attachment=120793] epH48 )2 目 录 4#qjRmt 1 入门指南 4 hCLXL 1.1 OptiBPM安装及说明 4 `37GVo4 1.2 OptiBPM简介 5 ] _/d 1.3 光波导介绍 8 #dLp<l) 1.4 快速入门 8 Rro{A+[,X 2 创建一个简单的MMI耦合器 28 LxGE<xj|V% 2.1 定义MMI耦合器材料 28 E00zf3Jgv' 2.2 定义布局设置 29 @x@w<e% 2.3 创建一个MMI耦合器 31 K+` Vn 2.4 插入input plane 35 jj)9jUz 2.5 运行模拟 39 h]94\XQ>$ 2.6 在OptiBPM_Analyzer中查看模拟结果 43 vl@t4\@3 3 创建一个单弯曲器件 44 3"gifE 3.1 定义一个单弯曲器件 44 4JHQ^i-aY 3.2 定义布局设置 45 n(Up?_ 3.3 创建一个弧形波导 46 a .5s5g)8 3.4 插入入射面 49 4Pljyq: 3.5 选择输出数据文件 53 P#H#@:/3 3.6 运行模拟 54 fJCh 3.7 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 57 JXlFo3< 4 创建一个MMI星形耦合器 60 dv0TJ 0% 4.1 定义MMI星形耦合器的材料 60 oPNYCE 4.2 定义布局设置 61 ^gFjm~2I 4.3 创建一个MMI星形耦合器 61 V=|^r? 4.4 插入输入面 62 Ss u{Lj 4.5 运行模拟 63 r2T?LO0N{ 4.6 预览最大值 65 k~Pm.@,3o 4.7 绘制波导 69 LIH>IpamN 4.8 指定输出波导的路径 69 Xl6)& 4.9 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 71 $/C<^}A 4.10 添加输出波导并预览仿真结果 72 e76@-fg 4.11 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 74 {K'SOhH4? 5 基于VB脚本进行波长扫描 75 &1Fcwj 5.1 定义波导材料 75 Xh]\q) 5.2 定义布局设置 76 2LYd
# !i 5.3 创建波导 76 yj$S?B Ee 5.4 修改输入平面 77 FGx_qBG4| 5.5 指定波导的路径 78 YeJ95\jf 5.6 运行模拟 79 {NK>9phoB 5.7 在OptiBPM_Simulator中预览模拟结果 81 Za!c=(5 5.8 应用VB脚本进行模拟 82 =DxJt7J1 5.9 在OptiBPM_Analyzer中查看模拟结果 84 ke>\.|HT} 6 应用VB脚本设计一个3dB的耦合器 88 BHmA*3? 6.1 定义3dB耦合器所需的材料 88 (r[<g*+3 6.2 定义布局结构 89 +>qBK}` 6.3 绘制并定位波导 91 =zA=D.D2 6.4 生成布局脚本 95 }WGi9\9T& 6.5 插入和编辑输入面 97 5 J|;RtcR 6.6 运行模拟 98 d L%E0o 6.7 修改布局脚本 100 Xs?7Whc6 6.8 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 102 :e@JESlLf 7 应用预定义扩散过程 104 8
(^2 7.1 创建一个由钛在铌酸锂中扩散所形成的线性波导 104 &`L5UX 7.2 定义布局设置 106 *gz {:}NX 7.3 设计波导 107 3R#<9O 7.4 设置模拟参数 108 !P Gow 7.5 运行模拟 110 iL 4SL}P 7.6 基于钛和镁在铌酸锂中的扩散,创建一个掩埋波导 111 N2&aU?`e 7.7 将模板以新的名称进行保存 111 *vAOUqX`x 7.8 添加一个新的轮廓 111 J#V`W&\,6 7.9 创建上方的线性波导 112 ]|`gTD6 8 各向异性BPM 115 ['km'5uZ^ 8.1 定义材料 116 =cC]8Pz? 8.2 创建轮廓 117 {t/!a0\HS 8.3 定义布局设置 118 jZ
D\u% 8.4 创建线性波导 120 vWkKNB 8.5 设置模拟参数 121 Bhq(bV 8.6 预览介电常数分量 122 |I\A0a a 8.7 创建输入面 123
18A&[6"! 8.8 运行各向异性BPM模拟 124 Mz++SPG7 9 创建一个chip-to-fiber对接耦合器 127 @&ZTEznbyt 9.1 定义chip-to-fiber对接耦合器的材料和波导 128 h5F'eur 9.2 定义布局设置 130 *VlYl" 9.3 创建一个chip-to-fiber对接耦合器 130 M.8!BB7\8e 9.4 编辑输入平面 132 .sG,TLE[< 9.5 设置模拟参数 134 C]=E$^|{ 9.6 运行模拟 135 [d&Faa[` 10 电光调制器 138 Y!7P>?)`,X 10.1 定义电解质材料 139 hE6tu' 10.2 定义电极材料 140 2mlE;.}8 10.3 定义轮廓 141 #P9VX5Tg 10.4 绘制波导 144 kxn;; 10.5 绘制电极 147 PRz oLzr 10.6 静电模拟 149 %9D@W*Z 10.7 电光模拟 151 2@&|hd=- 11 折射率(RI)扫描 155
<@vE3v; 11.1 定义材料和通道 155 t!u*6W|@ 11.2 定义布局设置 157 4a @iR2e 11.3 绘制线性波导 160 wKeqR$ 11.4 插入输入面 160 |Gf{ } 11.5 创建脚本 161 KFs` u6 11.6 运行模拟 163 }[DAk~ 11.7 在OptiBPM_Analyzer中预览结果 163 .E}});l 12 应用用户自定义扩散轮廓 165 .-|O "H$ 12.1 定义材料 165 rka:.#! 12.2 创建参考轮廓 166 aBI]' D; 12.3 定义布局设置 166 _N:h&uw 12.4 用户自定义轮廓 167 >ATW/9r 12.5 根据参考轮廓检测用户自定义轮廓 170 zc1Zuco|
R 13 马赫-泽德干涉仪开关 172 Kmnr}Lp9 13.1 定义材料 173 %xfy\of+Nk 13.2 创建钛扩散轮廓 173 Vx*q'~4y!| 13.3 定义晶圆 174 aOD"z7}U 13.4 创建器件 175 y%,BDyK 13.5 检查x-y切面的RI轮廓 177 P8VU&b\ 13.6 定义电极区域 178 tQ~B!j] 13.7 定义输入平面和模拟参数 182 `SwnKg 13.8 运行模拟 182 |:#mw1 13.9 创建脚本 184 l =yHx\ 14 应用OptiBPM和OptiSystem进行光集成电路模拟-散射数据导出 186 9vbh5xX
14.1 理论背景 186 0l=}v%D 14.2 波导Vertical Offset位置设置 189 >" .qFn g 14.3 生成脚本数据 190 uf^:3{1 14.4 导出散射数据 193 kUUq9me&o 14.5 创建臂 194 itF+6wv~ 14.6 在OptiSystem内加载*.s文件 197 C#~MR+; 14.7 加载两个臂的文件 200 +Y~+o-_ 14.8 在OptiSystem内完成布局 201 *e6|SZ &3 14.9 连接元件 202 @(cS8%wK 14.10 运行模拟 203 +mA=%?l 14.11 创建图以查看结果 204 Rpk`fxAO 有兴趣扫码加微咨询 ':V_V. : [attachment=120783]
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