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2023-11-03 08:44 |
《OptiBPM入门教程》
前 言 B;bP~e>W '&CZ%&(Gw 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。 i3 js'?7E zfU Do`V~ 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。 M.g2y &8 B}
qRz 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。 <(E)M@2 }Z <I%GT 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。 &tOo[U? rbf5~sw&8+ 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。 frbd{o &wNr2PHd# 《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 l"8g9z %\it4 r3
上海讯技光电科技有限公司 2021年4月 +aL6$ [attachment=122007] 9ERdjS 目 录 q`AsnAzo& 1 入门指南 4 $bp'b<jx 1.1 OptiBPM安装及说明 4 Z{3=.z{&^= 1.2 OptiBPM简介 5 ygTfQtN 1.3 光波导介绍 8 :/->m6C`0 1.4 快速入门 8 .UxkTads 2 创建一个简单的MMI耦合器 28 f?.}S]u5 2.1 定义MMI耦合器材料 28 ccv 2.2 定义布局设置 29 0yjYjIk"T 2.3 创建一个MMI耦合器 31 %YxKWZ/? 2.4 插入input plane 35 '(lsJY[-x 2.5 运行模拟 39 }r04*P( 2.6 在OptiBPM_Analyzer中查看模拟结果 43 X'd\b}Bm 3 创建一个单弯曲器件 44 @kd$.7Y9 3.1 定义一个单弯曲器件 44 =YM 3.2 定义布局设置 45 K*~xy bA 3.3 创建一个弧形波导 46 o5],c9R9b 3.4 插入入射面 49 hj=n;,a9 3.5 选择输出数据文件 53 ^C,rN;mX' 3.6 运行模拟 54 .WglLUJ:Z 3.7 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 57 tli*3YIw 4 创建一个MMI星形耦合器 60 Fkv284,LM 4.1 定义MMI星形耦合器的材料 60 `~axOp9N 4.2 定义布局设置 61 )~)T[S 4.3 创建一个MMI星形耦合器 61 pDC`Fi 4.4 插入输入面 62 6T"5,Q</h 4.5 运行模拟 63 BDN}`F[F 4.6 预览最大值 65 xqT} 9, 4.7 绘制波导 69 w_@6!zm 4.8 指定输出波导的路径 69 *`s*l+0b 4.9 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 71 Z'AjeZyyE 4.10 添加输出波导并预览仿真结果 72 }2=~7&) 4.11 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 74 tm;\m!^X{ 5 基于VB脚本进行波长扫描 75 k H06Cb 5.1 定义波导材料 75 Kj"n
Id) 5.2 定义布局设置 76 %PVu>^ 5.3 创建波导 76 $hM9{ 5.4 修改输入平面 77 HELTL$j,b 5.5 指定波导的路径 78 @$b7
eu 5.6 运行模拟 79 rl"yE= 5.7 在OptiBPM_Simulator中预览模拟结果 81 $jC+oYXj 5.8 应用VB脚本进行模拟 82 dn5t7D^x 5.9 在OptiBPM_Analyzer中查看模拟结果 84 hzV%QDUpe 6 应用VB脚本设计一个3dB的耦合器 88 sI)jqHZG 6.1 定义3dB耦合器所需的材料 88 } BP.t$_ 6.2 定义布局结构 89 @
/e{-Q 6.3 绘制并定位波导 91 .j!:Hp(z} 6.4 生成布局脚本 95 &sq q+&ao 6.5 插入和编辑输入面 97 Dmtsu2o 6.6 运行模拟 98 CJ;D&qo 6.7 修改布局脚本 100 V g7+G( , 6.8 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 102 S{cK~sZj 7 应用预定义扩散过程 104 qE^u{S4Z@ 7.1 创建一个由钛在铌酸锂中扩散所形成的线性波导 104 <SRSJJR|( 7.2 定义布局设置 106 wh]v{Fi' 7.3 设计波导 107 <t *3w 7.4 设置模拟参数 108 s4 Uk5< 7.5 运行模拟 110 T.!.3B$@] 7.6 基于钛和镁在铌酸锂中的扩散,创建一个掩埋波导 111 &I(3/u 7.7 将模板以新的名称进行保存 111 l)Cg?9 7.8 添加一个新的轮廓 111 %F*h}i 7.9 创建上方的线性波导 112 CfLPs)\ACm 8 各向异性BPM 115 n%dh|j2u 8.1 定义材料 116 e<{Ani0 8.2 创建轮廓 117 LZPLz@=&] 8.3 定义布局设置 118 5X`m.lhUc 8.4 创建线性波导 120 xqVIw!J?/} 8.5 设置模拟参数 121
4m9]d) 8.6 预览介电常数分量 122 r-}C !aF] 8.7 创建输入面 123 P= 26! b 8.8 运行各向异性BPM模拟 124 F-?s8RD 9 创建一个chip-to-fiber对接耦合器 127 uY)|
9.1 定义chip-to-fiber对接耦合器的材料和波导 128 }
AHR7mu= 9.2 定义布局设置 130 grCz@i 9.3 创建一个chip-to-fiber对接耦合器 130 d_Y7/_i 9.4 编辑输入平面 132 0o!Egq_ 9.5 设置模拟参数 134 ma2-66M~j 9.6 运行模拟 135 /vPcg 10 电光调制器 138 *Q3q(rdrp 10.1 定义电解质材料 139 Gy[m4n~Z5 10.2 定义电极材料 140 w#$Q?u ,G 10.3 定义轮廓 141 A3e83g~L 10.4 绘制波导 144 "Kn%|\YL@4 10.5 绘制电极 147 9r,7>#IF 10.6 静电模拟 149 _E[)_yH'- 10.7 电光模拟 151 OEgp!J 11 折射率(RI)扫描 155 I_h&35^t 11.1 定义材料和通道 155 :'gX//b): 11.2 定义布局设置 157 ~LN
{5zg 11.3 绘制线性波导 160 z/S}z4o/ 11.4 插入输入面 160 [lAZ)6E~= 11.5 创建脚本 161 y[:xGf]8@ 11.6 运行模拟 163 <bOi } 11.7 在OptiBPM_Analyzer中预览结果 163 zC\L-i>G 12 应用用户自定义扩散轮廓 165 )1!*N)$ 12.1 定义材料 165 &Ukh 12.2 创建参考轮廓 166 ||kUi=5 12.3 定义布局设置 166 odpjEeQC 12.4 用户自定义轮廓 167 @ * *]o 12.5 根据参考轮廓检测用户自定义轮廓 170 ??`zW 13 马赫-泽德干涉仪开关 172 ]EPFyVt~3 13.1 定义材料 173 4Q(GX.5 13.2 创建钛扩散轮廓 173 lK3Z}e*eXQ 13.3 定义晶圆 174 =ET |h}I 13.4 创建器件 175 5"9!kZ(< 13.5 检查x-y切面的RI轮廓 177 niJtgK:H^ 13.6 定义电极区域 178 OAZ5I)D> 13.7 定义输入平面和模拟参数 182 t5WW3$Nf 13.8 运行模拟 182 C.;H?So( 13.9 创建脚本 184 V17SJSC- 14 应用OptiBPM和OptiSystem进行光集成电路模拟-散射数据导出 186 1$ C\` 14.1 理论背景 186 3]g|Cwu 14.2 波导Vertical Offset位置设置 189
5QUL-*t 14.3 生成脚本数据 190 dBMr%6tz 14.4 导出散射数据 193 W~FM^xR?p 14.5 创建臂 194 +>S\.h
s4 14.6 在OptiSystem内加载*.s文件 197 5ki<1{aVtZ 14.7 加载两个臂的文件 200 K.K=\
Y2 14.8 在OptiSystem内完成布局 201 aqzIMOAf 14.9 连接元件 202 vCS D1~V_ 14.10 运行模拟 203 aoVfvz2Y 14.11 创建图以查看结果 204 E;AOCbV*$ 有兴趣可以扫码加微咨询 'l*p!= `z{sDe; [attachment=122006]
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