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2023-11-03 08:44 |
《OptiBPM入门教程》
前 言 i,'Ka[6
xv$)u<Ve 随着时代的发展,人们对光网络带宽的需求越来越高,光通信网络也越来越复杂。各类光通信系统中,存在着许多的波导类元件,如分束器,耦合器,复用器,AWG等,这些元件在整个光通信系统中起着至关重要的作用。而此类光波导器件研发人员,可以使用OptiBPM来对相关的元器件进行模拟分析与设计,这可以大大降低时间成本和物料成本。 C^/ -lc p`ADro* OptiBPM是基于光束传输算法(BPM-矢量BPM、半矢量BPM以及标量BPM)来模拟光通过任意波导介质(各向同性与各向异性)。并可使用合适的数值方法,如Crank-Nicholson方法和Scheme Parameter以及ADI,来进行计算,计算过程中可以使用合适的边界条件,如TBC和PML边界条件,以完成整个波导结构的仿真和分析,获得任意位置处的电磁场分布。 %|*nmIPq( aI={,\ 通过OptiBPM,科研人员可以同时观察近场分布(包含幅度、相位等),检测辐射以及方向场(Guided Field)。OptiBPM能够提升科研人员在波导器件设计的效率,减小风险并降低整体研发产品成本。 P^8^1-b %9QMzz5 本书详细描述了各类光波导模型的创建以及分析方法,旨在帮助OptiBPM软件初学者快速学会常用的软件功能。本书主要参考OptiWave公司发布的案例以及相关操作手册翻译整理而成。 .lvI8Jf~X vr{'FMc 本书第一章主要介绍了软件的安装方法以及软件的开发背景,第二~十三章,分别描述了如何创建以及分析常见的波导类器件,如MMI耦合器、MMI星形耦合器、3dB耦合器、电光调制器、Chip-to-Fiber对接耦合器、马赫泽德干涉仪等,并包含了创建各类波导的方法和分析方法,如参数扫描,脚本自定义等。第十四章主要描述了如何将OptiBPM设计的元器件,导入到OptiSystem(一款光通信系统模拟仿真软件)中做联合仿真,可以查看此元器件在光通信系统中的具体行为。 nxyjL)!)0 3'[Rvy{ 《OptiBPM入门指南》,是由上海讯技光电工程师翻译整理而来,译者希望本书能够对OptiBPM的使用者有所帮助,通过学习后能够较好的掌握OptiBPM软件的基本使用方法。由于译者水平有限,书中错误纰漏之处在所难免,敬请同行读者批评和指正
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上海讯技光电科技有限公司 2021年4月 'T )Or,d [attachment=122007] vXyuEEe 目 录 OB?S kR 1 入门指南 4 QGH
h; 1.1 OptiBPM安装及说明 4 =de<WoKnu2 1.2 OptiBPM简介 5 8ji^d1G, 1.3 光波导介绍 8 8"km_[JE e 1.4 快速入门 8 (ve+,H6w\ 2 创建一个简单的MMI耦合器 28 ='dLsh4P2N 2.1 定义MMI耦合器材料 28 cW)Oi^q%o2 2.2 定义布局设置 29 QFW0KD`5 2.3 创建一个MMI耦合器 31 U@.u-)oX 2.4 插入input plane 35 }rzdm9 2.5 运行模拟 39 p-5Pas 2.6 在OptiBPM_Analyzer中查看模拟结果 43 `E3:;| 3 创建一个单弯曲器件 44 X0y?<G1(a 3.1 定义一个单弯曲器件 44 (O8,zqP9l 3.2 定义布局设置 45 87^:<\pp 3.3 创建一个弧形波导 46 M`0(!Q} 3.4 插入入射面 49 xClRO,- 3.5 选择输出数据文件 53 F2IC$:e
M 3.6 运行模拟 54 ;W7 hc! 3.7 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 57 &sm
@ 4 创建一个MMI星形耦合器 60 Mn]}s:v 4.1 定义MMI星形耦合器的材料 60 / <JY:1| 4.2 定义布局设置 61 YXF#c)# 4.3 创建一个MMI星形耦合器 61 1P_Fe[8 4.4 插入输入面 62 \#PP8 4.5 运行模拟 63 sS,
zzx< 4.6 预览最大值 65 =m`l%V[ 4.7 绘制波导 69 uuu\f*< 4.8 指定输出波导的路径 69 f5@.^hi[ 4.9 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 71 ;"1/#CY773 4.10 添加输出波导并预览仿真结果 72 zzX<?6MS 4.11 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 74 KHvIN}V5?3 5 基于VB脚本进行波长扫描 75 /@&(P#h 5.1 定义波导材料 75 xN6?yr 5.2 定义布局设置 76 a*Rz<08 5.3 创建波导 76 QT#b>xV)1 5.4 修改输入平面 77 +.w[6 5.5 指定波导的路径 78 A?e,U, 5.6 运行模拟 79 X(IyvfC 5.7 在OptiBPM_Simulator中预览模拟结果 81 :I2H&,JT 5.8 应用VB脚本进行模拟 82 1|W2s\ 5.9 在OptiBPM_Analyzer中查看模拟结果 84 vx'l>@]k 6 应用VB脚本设计一个3dB的耦合器 88 f,|QAj=a 6.1 定义3dB耦合器所需的材料 88 >f>V5L%1 6.2 定义布局结构 89 ,1,&b_ 6.3 绘制并定位波导 91 qtO1hZ 6.4 生成布局脚本 95 >yX/+p_ 6.5 插入和编辑输入面 97 {`a(Tl8V 6.6 运行模拟 98 /K f L+"^| 6.7 修改布局脚本 100 V]Sgx00; 6.8 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 102 {Jrf/p9w 7 应用预定义扩散过程 104 sr\cVv") 7.1 创建一个由钛在铌酸锂中扩散所形成的线性波导 104 +6
ho)YL 7.2 定义布局设置 106 0}B?sNr 7.3 设计波导 107 i&JpM]N 7.4 设置模拟参数 108 *m*`}9 7.5 运行模拟 110 JRq3>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 012Lwd 7.7 将模板以新的名称进行保存 111 YV-j/U{& 7.8 添加一个新的轮廓 111 sa G8g 7.9 创建上方的线性波导 112 F'1k<V? 8 各向异性BPM 115 p+$+MeBz 8.1 定义材料 116 M;qBDT~) 8.2 创建轮廓 117 \6{LR& 8.3 定义布局设置 118 sds}bo
8.4 创建线性波导 120 CI^[I\$& 8.5 设置模拟参数 121 syRN4 8.6 预览介电常数分量 122 /HZv 8.7 创建输入面 123 tU{\ev$x 8.8 运行各向异性BPM模拟 124 Ls1B\Aw _ 9 创建一个chip-to-fiber对接耦合器 127 zZ:xEc 9.1 定义chip-to-fiber对接耦合器的材料和波导 128 pl|h>4af 9.2 定义布局设置 130 UU[H@ym# 9.3 创建一个chip-to-fiber对接耦合器 130 <6/= y1QC) 9.4 编辑输入平面 132 ~cIl$b 9.5 设置模拟参数 134 UA0F): 9.6 运行模拟 135 `;$h'eI9 10 电光调制器 138 3
<9{v 10.1 定义电解质材料 139 Yk'm?p#~ 10.2 定义电极材料 140 q6REh;$ 10.3 定义轮廓 141 *1$ 10.4 绘制波导 144 *}w+68eO 10.5 绘制电极 147 6Cv.5Vhx 10.6 静电模拟 149 e\D|
o?v 10.7 电光模拟 151 }RIU8=P 11 折射率(RI)扫描 155 >La><.z~ 11.1 定义材料和通道 155 &<Zdyf?[Ou 11.2 定义布局设置 157 _w>uI57U 11.3 绘制线性波导 160 b# u8\H 11.4 插入输入面 160 dw9T f ^V 11.5 创建脚本 161 <bP#H 11.6 运行模拟 163 doR4nRl9 11.7 在OptiBPM_Analyzer中预览结果 163 CW p#^1F 12 应用用户自定义扩散轮廓 165 /P:EWUf' 12.1 定义材料 165
DkdL#sV 12.2 创建参考轮廓 166 \J3/keL 12.3 定义布局设置 166 A?A9`w 12.4 用户自定义轮廓 167 UFw](%=&M 12.5 根据参考轮廓检测用户自定义轮廓 170 :IZ"D40m" 13 马赫-泽德干涉仪开关 172 R%"K 13.1 定义材料 173 kAo.C Nj7 13.2 创建钛扩散轮廓 173 Gq1)1 13.3 定义晶圆 174 to`mnp9Z 13.4 创建器件 175 \f%.n]> 13.5 检查x-y切面的RI轮廓 177 y`So&:1 13.6 定义电极区域 178 -{{[cTI 13.7 定义输入平面和模拟参数 182 ),`8eQC 13.8 运行模拟 182 `N'V#)Pi 13.9 创建脚本 184 |>+uw|LtZ 14 应用OptiBPM和OptiSystem进行光集成电路模拟-散射数据导出 186 y'
[LNp V 14.1 理论背景 186 50$W0L$ 14.2 波导Vertical Offset位置设置 189 Ee)xnY%( 14.3 生成脚本数据 190 0` 5e 14.4 导出散射数据 193 T$mbk3P 14.5 创建臂 194 R5(T([w' 14.6 在OptiSystem内加载*.s文件 197 )];aI A$ 14.7 加载两个臂的文件 200 p$XKlg& 14.8 在OptiSystem内完成布局 201 0BK5qz 14.9 连接元件 202 wk @,wOt 14.10 运行模拟 203 *yez:qnx 14.11 创建图以查看结果 204 E ]f)Os$ 有兴趣可以扫码加微咨询 #
yN*',I& WU)Ss`s \ [attachment=122006]
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