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2023-11-03 08:44 |
《OptiBPM入门教程》
前 言 uaghB,i'n %4' <0 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。 |?A:[C#X
[GQn1ZLc 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。 3Gi^TXE] +a3H1 tt~ 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。 3fGL(5|_ T,@s.v 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。 Lmsc~~ g$f+X~Q 本书第一章主要介绍了软件的安装方法以及软件的开发背景,第二~十三章,分别描述了如何创建以及分析常见的波导类器件,如MMI耦合器、MMI星形耦合器、3dB耦合器、电光调制器、Chip-to-Fiber对接耦合器、马赫泽德干涉仪等,并包含了创建各类波导的方法和分析方法,如参数扫描,脚本自定义等。第十四章主要描述了如何将OptiBPM设计的元器件,导入到OptiSystem(一款光通信系统模拟仿真软件)中做联合仿真,可以查看此元器件在光通信系统中的具体行为。 ":@\kw w3Lr~_j 《OptiBPM入门指南》,是由上海讯技光电工程师翻译整理而来,译者希望本书能够对OptiBPM的使用者有所帮助,通过学习后能够较好的掌握OptiBPM软件的基本使用方法。由于译者水平有限,书中错误纰漏之处在所难免,敬请同行读者批评和指正 XM1;
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上海讯技光电科技有限公司 2021年4月 mHe[
NkY6 [attachment=122007] Ua hsX 目 录 6mV-+CnYC 1 入门指南 4 (vP<} 1.1 OptiBPM安装及说明 4 ?_ 476A 1.2 OptiBPM简介 5 @cB7tY*Ski 1.3 光波导介绍 8 n
f.H0i; 1.4 快速入门 8 hk+8s\%- 2 创建一个简单的MMI耦合器 28 H #Hhi<2 2.1 定义MMI耦合器材料 28 wxJu=#!M 2.2 定义布局设置 29 [[$dPa9 2.3 创建一个MMI耦合器 31 uwl_TDc>% 2.4 插入input plane 35 .jUM';
l 2.5 运行模拟 39 3 C{A 2.6 在OptiBPM_Analyzer中查看模拟结果 43 unKPqc%q=n 3 创建一个单弯曲器件 44 )Cu2xRr^` 3.1 定义一个单弯曲器件 44 j+9;Rvt2 3.2 定义布局设置 45 &&% oazR= 3.3 创建一个弧形波导 46 igx~6G* 3.4 插入入射面 49 5o6X.sC8e 3.5 选择输出数据文件 53 3iM7c.f*/ 3.6 运行模拟 54 "7q!u,u 3.7 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 57 E)%DLZ 4 创建一个MMI星形耦合器 60 :
&bJMzB 4.1 定义MMI星形耦合器的材料 60 \VpN:RI 4.2 定义布局设置 61 EDT9O 4.3 创建一个MMI星形耦合器 61 >{S
~(KxK 4.4 插入输入面 62 o_8Wnx^ 4.5 运行模拟 63 {oSdVRI 4.6 预览最大值 65 dBw7l} 4.7 绘制波导 69 3{)!T;W d
4.8 指定输出波导的路径 69 fUMjLA|*I< 4.9 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 71 % 2wr%*h 4.10 添加输出波导并预览仿真结果 72 e@Mg9VwDc 4.11 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 74 .Hnhd/ c 5 基于VB脚本进行波长扫描 75 B"YN+So 5.1 定义波导材料 75 9(3]t}J5
d 5.2 定义布局设置 76 4VF4 8 5.3 创建波导 76 8WE@ X)e 5.4 修改输入平面 77 en>n\;U 5.5 指定波导的路径 78 !(Ymc_s 5.6 运行模拟 79 5S<Rz) 1r 5.7 在OptiBPM_Simulator中预览模拟结果 81 JC0# pU; 5.8 应用VB脚本进行模拟 82 Q6)?#7<jy 5.9 在OptiBPM_Analyzer中查看模拟结果 84 wBDHhXi0 6 应用VB脚本设计一个3dB的耦合器 88 )T6:@n^]h 6.1 定义3dB耦合器所需的材料 88 Na$.VT 6.2 定义布局结构 89 Qr\eT} 6.3 绘制并定位波导 91 <2d)4@B= 6.4 生成布局脚本 95 \ZM5J 6.5 插入和编辑输入面 97 D6~KLSKm 6.6 运行模拟 98 yAAV,?:o[ 6.7 修改布局脚本 100 4E2#krE% 6.8 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 102 o}DRp4;Ka 7 应用预定义扩散过程 104 mPU}]1*p 7.1 创建一个由钛在铌酸锂中扩散所形成的线性波导 104 b@c(Nv 7.2 定义布局设置 106 ic5af"/(\ 7.3 设计波导 107 3?K+wg s 7.4 设置模拟参数 108 uH?dy55Y 7.5 运行模拟 110 ,hH c
-%- 7.6 基于钛和镁在铌酸锂中的扩散,创建一个掩埋波导 111 N5{v;~Cm}V 7.7 将模板以新的名称进行保存 111 j!@T@
8J 7.8 添加一个新的轮廓 111 ny{S&f 7.9 创建上方的线性波导 112 -RJ~Sky[ 8 各向异性BPM 115 >?1GJ5]\s 8.1 定义材料 116 [;yKbw!C 8.2 创建轮廓 117 ]0&X[? 8.3 定义布局设置 118 t{>#)5Pqv 8.4 创建线性波导 120 &@,lF{KTL 8.5 设置模拟参数 121 43E)ltR=] 8.6 预览介电常数分量 122 O&MH5^I 8.7 创建输入面 123 'z^'+}iyv 8.8 运行各向异性BPM模拟 124 w[F})u]E 9 创建一个chip-to-fiber对接耦合器 127 ]isq}Qv~ 9.1 定义chip-to-fiber对接耦合器的材料和波导 128 9%
C]s 9.2 定义布局设置 130 +.&P$`;TZj 9.3 创建一个chip-to-fiber对接耦合器 130 rrR"2WuGO 9.4 编辑输入平面 132 >;XtJJS 9.5 设置模拟参数 134 3$xpZm60 9.6 运行模拟 135 |fywqQFq 10 电光调制器 138 cHt4L]n8n 10.1 定义电解质材料 139 i6P}MtC1 10.2 定义电极材料 140 4evNZ
Q 10.3 定义轮廓 141 0J^Z)U>j 10.4 绘制波导 144 -8l(eDm"m 10.5 绘制电极 147 lX%-oRQ/os 10.6 静电模拟 149 2<9K}Of 10.7 电光模拟 151 L*dGo,oN 11 折射率(RI)扫描 155 KB^8Z@(+ 11.1 定义材料和通道 155 g0"xG}d 11.2 定义布局设置 157 Zo-,TKgY' 11.3 绘制线性波导 160 jI'?7@32` 11.4 插入输入面 160 f,i2U|1pbj 11.5 创建脚本 161 kkfBVmuW 11.6 运行模拟 163 dH.Fb/7f 11.7 在OptiBPM_Analyzer中预览结果 163 C+P.7]?& | |