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2023-11-03 08:44 |
《OptiBPM入门教程》
前 言 wS5hXTb" ]juXm1)>W1 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。 7!%cKZCY igp4[Hj 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。 !At _^hSqz R_*\?^k|A 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。 *yf+5q4t 5|Y4GQVz 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。 )O}x&@Q HU'd/5fun 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。 4@bL` L) s<5t}{x 《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 Y3-P* & .#0jb1r
上海讯技光电科技有限公司 2021年4月 KomF)KQ2r [attachment=122007] Zj},VB*T 目 录 e8[*=& 1 入门指南 4 YZoudX'" 1.1 OptiBPM安装及说明 4 ~MXPiZG? 1.2 OptiBPM简介 5 /,;9hx 1.3 光波导介绍 8 B!Qdf8We 1.4 快速入门 8 GoF C!nx 2 创建一个简单的MMI耦合器 28 G U!XD!!& 2.1 定义MMI耦合器材料 28 iWvgCm4 2.2 定义布局设置 29 #v`G4d 2.3 创建一个MMI耦合器 31 I*24%z9 2.4 插入input plane 35 ];< [Cln% 2.5 运行模拟 39 }R
J2\CP 2.6 在OptiBPM_Analyzer中查看模拟结果 43 v&?Bqj 3 创建一个单弯曲器件 44 C4n5U^ 3.1 定义一个单弯曲器件 44 ?5->F/f& 3.2 定义布局设置 45 pY:xxnE 3.3 创建一个弧形波导 46 lh5k@\X 3.4 插入入射面 49 [szwPNQ_ 3.5 选择输出数据文件 53 (C. 1'<] 3.6 运行模拟 54 8..itty 3.7 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 57 Ya>cGaLq 4 创建一个MMI星形耦合器 60 1dKLNE 4.1 定义MMI星形耦合器的材料 60 M"P$hb'F 4.2 定义布局设置 61 G&;W 4.3 创建一个MMI星形耦合器 61 Ds-%\@p 4.4 插入输入面 62 {)Gh~~57_W 4.5 运行模拟 63 n,fUoS 4.6 预览最大值 65 QGsUG_/_P 4.7 绘制波导 69 20K<}:5t1 4.8 指定输出波导的路径 69 9aXm} 4.9 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 71 6bU/IVP 4.10 添加输出波导并预览仿真结果 72 ,;{mH]"s 4.11 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 74 J|K~a?&vN 5 基于VB脚本进行波长扫描 75 .&L#%C 5.1 定义波导材料 75 ?XeRL<n 5.2 定义布局设置 76 8IVKS> 5.3 创建波导 76 {9)LHX7dN 5.4 修改输入平面 77 #%x4^A9 q 5.5 指定波导的路径 78 (D))?jnC 5.6 运行模拟 79
kH{axMNc 5.7 在OptiBPM_Simulator中预览模拟结果 81 IoA"e@~t 5.8 应用VB脚本进行模拟 82 6KV&E8Gn 5.9 在OptiBPM_Analyzer中查看模拟结果 84 ;B
tRDKn 6 应用VB脚本设计一个3dB的耦合器 88 ZL-@2ZU{1 6.1 定义3dB耦合器所需的材料 88 <6Br]a60RR 6.2 定义布局结构 89 ~r=u1]z 6.3 绘制并定位波导 91 R`/nsou 6.4 生成布局脚本 95 0xH$!?{b 6.5 插入和编辑输入面 97 P 0,]Ud 6.6 运行模拟 98 Q:tW LVE#0 6.7 修改布局脚本 100 iT
IW;Cv 6.8 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 102 "bC8/^ 7 应用预定义扩散过程 104 `qX'9e3VP+ 7.1 创建一个由钛在铌酸锂中扩散所形成的线性波导 104 )D(XDN 7.2 定义布局设置 106 jLcW;7OAC 7.3 设计波导 107 m3.d!~U\ 7.4 设置模拟参数 108 /I: d<A 7.5 运行模拟 110 /k7`TUK 7.6 基于钛和镁在铌酸锂中的扩散,创建一个掩埋波导 111 .lRO;D 7.7 将模板以新的名称进行保存 111 Cm>8r5LG 7.8 添加一个新的轮廓 111 zYF'XB]4 7.9 创建上方的线性波导 112 Z @j0J[s 8 各向异性BPM 115 5P+3D{ 8.1 定义材料 116 :*@=px 8.2 创建轮廓 117 1G$kO90 8.3 定义布局设置 118 %vyjn&13 8.4 创建线性波导 120 U
= T[-(:H 8.5 设置模拟参数 121 1<pbO:r 8.6 预览介电常数分量 122 5Sk87o1E(d 8.7 创建输入面 123 k1B7uA'h"G 8.8 运行各向异性BPM模拟 124 |PTL!>ym2 9 创建一个chip-to-fiber对接耦合器 127 Rl<~:,D
9.1 定义chip-to-fiber对接耦合器的材料和波导 128 f+ J<sk 9.2 定义布局设置 130 8v c4J5 9.3 创建一个chip-to-fiber对接耦合器 130 0=7C-A1(D 9.4 编辑输入平面 132 T3!l{vG
\O 9.5 设置模拟参数 134 4*d_2:|u 9.6 运行模拟 135 CP/`ON 10 电光调制器 138 naM4X@jl 10.1 定义电解质材料 139 j{S\X'?
10.2 定义电极材料 140
X1y1 10.3 定义轮廓 141 - C8h$P 10.4 绘制波导 144 c:hOQZ 10.5 绘制电极 147 vpTS>!i 10.6 静电模拟 149 u!X[xe; 10.7 电光模拟 151 '<$(* 11 折射率(RI)扫描 155 `{8Sr) 11.1 定义材料和通道 155 Xy=|qu 11.2 定义布局设置 157 X62z>mM 11.3 绘制线性波导 160 1&U'pp|T 11.4 插入输入面 160 5H;* Nj@ 11.5 创建脚本 161 :n{rVn}G 11.6 运行模拟 163 bG;vl;C 11.7 在OptiBPM_Analyzer中预览结果 163 7H++ pOF 12 应用用户自定义扩散轮廓 165 'xvV;bi 12.1 定义材料 165 1 NLawi6 12.2 创建参考轮廓 166 Vr`UF0_3q 12.3 定义布局设置 166 }DY^a'wJ- 12.4 用户自定义轮廓 167 `:?padZG 12.5 根据参考轮廓检测用户自定义轮廓 170 L&q~5 9 13 马赫-泽德干涉仪开关 172 kVe}_[{m 13.1 定义材料 173 ,TeDJ\k 13.2 创建钛扩散轮廓 173 $bD 3 13.3 定义晶圆 174 W^P%k:anK 13.4 创建器件 175 Vy&F{T;$ 13.5 检查x-y切面的RI轮廓 177 nU||Jg 13.6 定义电极区域 178 ~ m,z| 13.7 定义输入平面和模拟参数 182 jKM-(s!( 13.8 运行模拟 182 /,$6`V 13.9 创建脚本 184 VCkhK9(N 14 应用OptiBPM和OptiSystem进行光集成电路模拟-散射数据导出 186 ,R3D 14.1 理论背景 186 BY32)8SH 14.2 波导Vertical Offset位置设置 189 U_Emp[ 14.3 生成脚本数据 190 'R,1Jmx 14.4 导出散射数据 193 HaJD2wvr 14.5 创建臂 194 +twJHf_U 14.6 在OptiSystem内加载*.s文件 197 8 mV`|2> 14.7 加载两个臂的文件 200 J[RQF54qA{ 14.8 在OptiSystem内完成布局 201 e
J2wK3R 14.9 连接元件 202 +.b~2K1 14.10 运行模拟 203 _+.z2} M 14.11 创建图以查看结果 204 8.'%wOU@A 有兴趣可以扫码加微咨询 &*T57tE D9 ,~Fc [attachment=122006]
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