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2023-11-03 08:44 |
《OptiBPM入门教程》
前 言 @-b}iP<T 4kg9R^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。 _n}!1(xYa` u>S&?X'a 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。 <tF]>(|M 2z[Pw0#V 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。 wOi>i`D& LwGcy1F. 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。 ;5Sr<W\:; jQ`"Op 3 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。 h'-TZXs0e1 C#I),LE|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 KH
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上海讯技光电科技有限公司 2021年4月 "4tRy9q [attachment=122007] 8:&@MZQ&! 目 录 Z@ws,f^e 1 入门指南 4 ~4`wfOvO 1.1 OptiBPM安装及说明 4 NOS5bm&- 1.2 OptiBPM简介 5 wqGZkFg1 1.3 光波导介绍 8 i2j)%Gc} 1.4 快速入门 8 fRa1m?%s 2 创建一个简单的MMI耦合器 28 Nl@Hx 2.1 定义MMI耦合器材料 28 <![T~<. 2.2 定义布局设置 29 Xj/X. 2.3 创建一个MMI耦合器 31 x9_ Lt4 2.4 插入input plane 35 v}_$9&|S 2.5 运行模拟 39 Xj-3C[8@ 2.6 在OptiBPM_Analyzer中查看模拟结果 43 "Z{^i3gN 3 创建一个单弯曲器件 44 {9l4 pT3 3.1 定义一个单弯曲器件 44 ,Xh4(Gn#b 3.2 定义布局设置 45 @s
IZ 3.3 创建一个弧形波导 46 _>`0!mG 3.4 插入入射面 49 ./g0T{& 3.5 选择输出数据文件 53 GS{9MGl 3.6 运行模拟 54 9xKFX|*$ 3.7 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 57 cn\_;TYiJ 4 创建一个MMI星形耦合器 60 g]ihwm~ 4.1 定义MMI星形耦合器的材料 60 .Nf*Yqs0 4.2 定义布局设置 61 r=w%"3vb^ 4.3 创建一个MMI星形耦合器 61 %d7iQZb> 4.4 插入输入面 62 [MEa@D<7N 4.5 运行模拟 63 YT:1=Nf} 4.6 预览最大值 65 Rp<Xu6r 4.7 绘制波导 69 X!
]~]%K$y 4.8 指定输出波导的路径 69 bR6bS7$ 4.9 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 71 ,H%\+yn{ 4.10 添加输出波导并预览仿真结果 72 7 Ow7| 4.11 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 74 ^4fkZh 5 基于VB脚本进行波长扫描 75 JIQzP?+? 5.1 定义波导材料 75 [)Ge^yI7 5.2 定义布局设置 76 T#BOrT>V 5.3 创建波导 76 f@}( <# 5.4 修改输入平面 77 g/@C ESfm' 5.5 指定波导的路径 78 drZw#b 5.6 运行模拟 79 )5t_tPv 5.7 在OptiBPM_Simulator中预览模拟结果 81 L9kP8&&KK 5.8 应用VB脚本进行模拟 82 W#wM PsB 5.9 在OptiBPM_Analyzer中查看模拟结果 84 }"8_$VDcz 6 应用VB脚本设计一个3dB的耦合器 88 A:!{+ 6.1 定义3dB耦合器所需的材料 88 Yx%%+c?. 6.2 定义布局结构 89 wTW"1M 6.3 绘制并定位波导 91 #X8[g _d/ 6.4 生成布局脚本 95 4J_%quxO 6.5 插入和编辑输入面 97 f65Sr"qB3 6.6 运行模拟 98 ]@P*&FRcZ 6.7 修改布局脚本 100 s_[?(Ip{ 6.8 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 102 QCo^#- 7 应用预定义扩散过程 104 @$*c0.
|z 7.1 创建一个由钛在铌酸锂中扩散所形成的线性波导 104 4(&'V+o 7.2 定义布局设置 106 F,zJdJ 7.3 设计波导 107 /7#&qx8 7.4 设置模拟参数 108 JU@$( 7.5 运行模拟 110 xH0/R LK3J 7.6 基于钛和镁在铌酸锂中的扩散,创建一个掩埋波导 111 4{?x(~ 7.7 将模板以新的名称进行保存 111 2ya`2 m 7.8 添加一个新的轮廓 111 TGNeEYr 7.9 创建上方的线性波导 112 d5\1-d_uz 8 各向异性BPM 115 6)$_2G%Zq 8.1 定义材料 116 %FU[j^ 8.2 创建轮廓 117 -^5R51 8.3 定义布局设置 118 Dpd$&Wr0Y 8.4 创建线性波导 120 GEA;9TU|V 8.5 设置模拟参数 121 zaZ}:N/w(z 8.6 预览介电常数分量 122 LZVO9e] 8.7 创建输入面 123 P Cf|^X#B 8.8 运行各向异性BPM模拟 124 8zCAy@u 9 创建一个chip-to-fiber对接耦合器 127 >+#[O" 9.1 定义chip-to-fiber对接耦合器的材料和波导 128 JK(&E{80 9.2 定义布局设置 130 ,fw[ J 9.3 创建一个chip-to-fiber对接耦合器 130 jveRiW@ 9.4 编辑输入平面 132 Kv]6 b2HT 9.5 设置模拟参数 134 *LRGfk+h 9.6 运行模拟 135 q T].,? 10 电光调制器 138 ASvPr*q/ 10.1 定义电解质材料 139 IMZKlU3 10.2 定义电极材料 140 taQ[>x7b 10.3 定义轮廓 141 ge[i&,.&z 10.4 绘制波导 144 %&XX*&
q 10.5 绘制电极 147 >D<=9G(a 10.6 静电模拟 149 x\rZoF.NQ 10.7 电光模拟 151 WGmCQE[/c 11 折射率(RI)扫描 155 mTfMuPPs[ 11.1 定义材料和通道 155 qM0MSwvC= 11.2 定义布局设置 157 yLx.*I^6 11.3 绘制线性波导 160 A 5 X+Z 11.4 插入输入面 160 v~\ 45eEA 11.5 创建脚本 161 LXLDu2/@ 11.6 运行模拟 163 |pqpF?h5| 11.7 在OptiBPM_Analyzer中预览结果 163 cPcV[6)5K9 12 应用用户自定义扩散轮廓 165 j,xPN=+hT 12.1 定义材料 165 F4x7;?W{* 12.2 创建参考轮廓 166 %SGO"*_ 12.3 定义布局设置 166 WDdi}i>2 12.4 用户自定义轮廓 167 ^wa9zs2s;/ 12.5 根据参考轮廓检测用户自定义轮廓 170 @<G/H|f 13 马赫-泽德干涉仪开关 172 }|Tg_+ 13.1 定义材料 173 #P#R~b] 13.2 创建钛扩散轮廓 173 X{}#hyYk" 13.3 定义晶圆 174 !yX<v%>_0 13.4 创建器件 175 yk<jlVF$j 13.5 检查x-y切面的RI轮廓 177 jtv Q<4 13.6 定义电极区域 178 gKN_~{{OD 13.7 定义输入平面和模拟参数 182 A#X.c= 13.8 运行模拟 182 $>=Nb~t!/ 13.9 创建脚本 184 EcoUpiL%2 14 应用OptiBPM和OptiSystem进行光集成电路模拟-散射数据导出 186 zD^f%p ["# 14.1 理论背景 186 o%%x'uC 14.2 波导Vertical Offset位置设置 189 dyzwJ70K 14.3 生成脚本数据 190 41o!2(e$ 14.4 导出散射数据 193 >iH).:j 14.5 创建臂 194 GB?#1|, 14.6 在OptiSystem内加载*.s文件 197 1fW4=pF-K 14.7 加载两个臂的文件 200 NP`s[ 14.8 在OptiSystem内完成布局 201 `^L<db^A 14.9 连接元件 202 O'-Zn]@.] 14.10 运行模拟 203 XDko{jEJ 14.11 创建图以查看结果 204 sBtG}Mo) 有兴趣可以扫码加微咨询 ^70 .g?(f[ N!B Oq`#da [attachment=122006]
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