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2023-11-03 08:44 |
《OptiBPM入门教程》
前 言 ![1+=F! Fj;];1nt 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。 IyK^` y JPO'1D) 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。 x$hhH= &tVIl$e
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。 C-)mP- |8 C-h9_<AwJQ 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。 1V
,Mk#_ b'r</ncZ 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。 aW=c.Q. nSy{{d 《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 >^:*x_a9 ty ESDp%
上海讯技光电科技有限公司 2021年4月 A:b(@'h [attachment=122007] ;*u"hIl1/ 目 录 76::X:76 1 入门指南 4 (/gv
U80 1.1 OptiBPM安装及说明 4 =M6Ph% 1.2 OptiBPM简介 5 ]y0bgKTK 1.3 光波导介绍 8 NMs8^O|0 1.4 快速入门 8 kI?+\k\V` 2 创建一个简单的MMI耦合器 28 / <C{$Gu 2.1 定义MMI耦合器材料 28 I4XnJ[N% 2.2 定义布局设置 29 pl}nbY 2.3 创建一个MMI耦合器 31 ,Iv eKk5W 2.4 插入input plane 35 ZWmS6?L. 2.5 运行模拟 39 ^ YOCHXg 2.6 在OptiBPM_Analyzer中查看模拟结果 43 dvAG}< 3 创建一个单弯曲器件 44 }]#&U/z 3.1 定义一个单弯曲器件 44 ]SC|%B_* 3.2 定义布局设置 45 vmzc0J+3p 3.3 创建一个弧形波导 46 q@Aw]Kh 3.4 插入入射面 49 VQ"Z3L3-4 3.5 选择输出数据文件 53 .} O@<t 3.6 运行模拟 54 ]-j.\+(* 3.7 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 57 :
E`78 4 创建一个MMI星形耦合器 60 $fCKK&Wy 4.1 定义MMI星形耦合器的材料 60 K'Y/0:"* 4.2 定义布局设置 61 <Hf3AB;#4 4.3 创建一个MMI星形耦合器 61 a,|Hn 4.4 插入输入面 62 @cr/& 4.5 运行模拟 63 bN\;m^xfu 4.6 预览最大值 65 A`~R\j 4.7 绘制波导 69 nR]*RIp5 4.8 指定输出波导的路径 69 J`]9n>G 4.9 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 71 )IVk4| 4.10 添加输出波导并预览仿真结果 72 7{Lp/z%r 4.11 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 74 J!Q #xs 5 基于VB脚本进行波长扫描 75 w}]BJ<C 5.1 定义波导材料 75 a&Qr7tTY" 5.2 定义布局设置 76 /3#h]5Y"T 5.3 创建波导 76 E~@&&dU8 5.4 修改输入平面 77 O3V.4tp 5.5 指定波导的路径 78 ?y-@c] 5.6 运行模拟 79 ,\?s=D{ 5.7 在OptiBPM_Simulator中预览模拟结果 81 4bCA"QM[[ 5.8 应用VB脚本进行模拟 82 `_k_}9Fr 5.9 在OptiBPM_Analyzer中查看模拟结果 84 /Y=_EOS 6 应用VB脚本设计一个3dB的耦合器 88 -%Rw2@vU 6.1 定义3dB耦合器所需的材料 88 9Af nMD 6.2 定义布局结构 89 Lv?jg?$ 6.3 绘制并定位波导 91 ?W_8X2(` 6.4 生成布局脚本 95 <.#jp([W> 6.5 插入和编辑输入面 97 O>N/6Z 6.6 运行模拟 98 Jkv!]C 6.7 修改布局脚本 100 Kton$%Li 6.8 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 102 3@nIoN'z 7 应用预定义扩散过程 104 2Wg:eh 7.1 创建一个由钛在铌酸锂中扩散所形成的线性波导 104 &xt[w>/i 7.2 定义布局设置 106 lVuBo& 7.3 设计波导 107 qnHjw Mi 7.4 设置模拟参数 108 'qUM38 s 7.5 运行模拟 110 [p'A?- 7.6 基于钛和镁在铌酸锂中的扩散,创建一个掩埋波导 111 ,A&`WE 7.7 将模板以新的名称进行保存 111 ^q_wtuQ 7.8 添加一个新的轮廓 111 ] g<$f#S 7.9 创建上方的线性波导 112 *s#6e} 8 各向异性BPM 115 4X",:B} 8.1 定义材料 116 ZbiC=uh 8.2 创建轮廓 117 ,RDWx 8.3 定义布局设置 118 :@@`N_2? 8.4 创建线性波导 120 cNT !}8h^ 8.5 设置模拟参数 121 ZeY|JH1 8.6 预览介电常数分量 122 E,F^!4 rJ$ 8.7 创建输入面 123 MQDLC7Y.p5 8.8 运行各向异性BPM模拟 124 qRgFVX+vc 9 创建一个chip-to-fiber对接耦合器 127 ^I|i9MH 9.1 定义chip-to-fiber对接耦合器的材料和波导 128 ^62z\Y 9.2 定义布局设置 130 >0[:uu,'> 9.3 创建一个chip-to-fiber对接耦合器 130 P*i'uN 9.4 编辑输入平面 132 & kVa*O 9.5 设置模拟参数 134 "N">RjJ" 9.6 运行模拟 135 T{2)d]Y 10 电光调制器 138 HY eCq9S 10.1 定义电解质材料 139 ur E7ZKdI 10.2 定义电极材料 140 dGj0;3FI% 10.3 定义轮廓 141 +8W5amk.P| 10.4 绘制波导 144 QgKR=GR6 10.5 绘制电极 147 $9j>oUG 10.6 静电模拟 149 1JUj e 10.7 电光模拟 151 4s~X 11 折射率(RI)扫描 155 x4PzP 11.1 定义材料和通道 155 }A]eC
11.2 定义布局设置 157 Tt9cX}&& 11.3 绘制线性波导 160 .#Nf0 11.4 插入输入面 160 e`U
6JzC 11.5 创建脚本 161 E<}sGzMc 11.6 运行模拟 163 {qlcTc 11.7 在OptiBPM_Analyzer中预览结果 163 U}4I29M 12 应用用户自定义扩散轮廓 165 wx`. 12.1 定义材料 165 GRJ6|T$!?$ 12.2 创建参考轮廓 166 FfxD=\ 12.3 定义布局设置 166 rW|%eT*/'A 12.4 用户自定义轮廓 167 .gGO+8[N* 12.5 根据参考轮廓检测用户自定义轮廓 170 Cg?Mk6 i 13 马赫-泽德干涉仪开关 172 SOX7 13.1 定义材料 173
;~L,Aqn7 13.2 创建钛扩散轮廓 173 <"6\\#}VG 13.3 定义晶圆 174 m&b1H9ymd 13.4 创建器件 175 livKiX` 13.5 检查x-y切面的RI轮廓 177 wdf;LM 13.6 定义电极区域 178 fVgN8b|&' 13.7 定义输入平面和模拟参数 182 ]cv|dc= 13.8 运行模拟 182 F-b]>3r 13.9 创建脚本 184 k0N>J8y 14 应用OptiBPM和OptiSystem进行光集成电路模拟-散射数据导出 186 QcX\z\'vg 14.1 理论背景 186 qy.$5-e:[9 14.2 波导Vertical Offset位置设置 189 V=5S=7 Z: 14.3 生成脚本数据 190 SPRTJdaC9 14.4 导出散射数据 193 >q&5Z 14.5 创建臂 194 KAD2_@l 14.6 在OptiSystem内加载*.s文件 197 v0!|TI3s 14.7 加载两个臂的文件 200 %.u*nM7sos 14.8 在OptiSystem内完成布局 201 N8df1>mW 14.9 连接元件 202 &*'^uCna 14.10 运行模拟 203 ybsw{[X>M 14.11 创建图以查看结果 204 t:V._@ 有兴趣可以扫码加微咨询 1fsNQ!vQP 0HU0p!yt& [attachment=122006]
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