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2023-11-03 08:44 |
《OptiBPM入门教程》
前 言 DN$[rCi7 ++gWyzD 随着时代的发展,人们对光网络带宽的需求越来越高,光通信网络也越来越复杂。各类光通信系统中,存在着许多的波导类元件,如分束器,耦合器,复用器,AWG等,这些元件在整个光通信系统中起着至关重要的作用。而此类光波导器件研发人员,可以使用OptiBPM来对相关的元器件进行模拟分析与设计,这可以大大降低时间成本和物料成本。 v@&UTU "mtEjK5 OptiBPM是基于光束传输算法(BPM-矢量BPM、半矢量BPM以及标量BPM)来模拟光通过任意波导介质(各向同性与各向异性)。并可使用合适的数值方法,如Crank-Nicholson方法和Scheme Parameter以及ADI,来进行计算,计算过程中可以使用合适的边界条件,如TBC和PML边界条件,以完成整个波导结构的仿真和分析,获得任意位置处的电磁场分布。 D8rg:,'6 b] 5i` 通过OptiBPM,科研人员可以同时观察近场分布(包含幅度、相位等),检测辐射以及方向场(Guided Field)。OptiBPM能够提升科研人员在波导器件设计的效率,减小风险并降低整体研发产品成本。 ?LwBF;Y Sc.@u3 本书详细描述了各类光波导模型的创建以及分析方法,旨在帮助OptiBPM软件初学者快速学会常用的软件功能。本书主要参考OptiWave公司发布的案例以及相关操作手册翻译整理而成。 E ',z<S vWs#4JoG 本书第一章主要介绍了软件的安装方法以及软件的开发背景,第二~十三章,分别描述了如何创建以及分析常见的波导类器件,如MMI耦合器、MMI星形耦合器、3dB耦合器、电光调制器、Chip-to-Fiber对接耦合器、马赫泽德干涉仪等,并包含了创建各类波导的方法和分析方法,如参数扫描,脚本自定义等。第十四章主要描述了如何将OptiBPM设计的元器件,导入到OptiSystem(一款光通信系统模拟仿真软件)中做联合仿真,可以查看此元器件在光通信系统中的具体行为。 WA?We7m$ _+aMP=H 《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 BzXTHFMSy 83i;:cn
上海讯技光电科技有限公司 2021年4月 ['%$vnS5S [attachment=122007] )` ^/Dj; 目 录 9OS~;9YR 1 入门指南 4 Y9SaYSX 1.1 OptiBPM安装及说明 4 >7$h 1.2 OptiBPM简介 5 "n, %Hh 1.3 光波导介绍 8 W6A-/;S\ 1.4 快速入门 8 Gf->N
`N 2 创建一个简单的MMI耦合器 28 0^25uAD= 2.1 定义MMI耦合器材料 28 hWz/PK, 2.2 定义布局设置 29 =mp"=% 2.3 创建一个MMI耦合器 31 <9/?+) 2.4 插入input plane 35 1)BIh~1{p 2.5 运行模拟 39 e#<A\? 2.6 在OptiBPM_Analyzer中查看模拟结果 43 wqasI@vyu 3 创建一个单弯曲器件 44 ww5UQs2sn 3.1 定义一个单弯曲器件 44 }v`Z.?|Z 3.2 定义布局设置 45 r}4 3.3 创建一个弧形波导 46 aInh?- 3.4 插入入射面 49 MFtC2* 3.5 选择输出数据文件 53 "MPr'3 3.6 运行模拟 54 -d]v6q'1 3.7 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 57 KLpFW} 4 创建一个MMI星形耦合器 60 wlEmy.)H 4.1 定义MMI星形耦合器的材料 60 (
d1ho= 4.2 定义布局设置 61 f~R`RBZ]9 4.3 创建一个MMI星形耦合器 61 L$3{L"/ 4.4 插入输入面 62 jV.9d@EC 4.5 运行模拟 63 G
Tz>}@W 4.6 预览最大值 65 =KW~k7TaN 4.7 绘制波导 69 nhLw&V3y 4.8 指定输出波导的路径 69 h @2.D|c)g 4.9 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 71 O|mWQp^?q 4.10 添加输出波导并预览仿真结果 72 y6P-:f/&* 4.11 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 74 (J5M+K\H 5 基于VB脚本进行波长扫描 75 *s%M!YM 5.1 定义波导材料 75 b\Mb6s 5.2 定义布局设置 76 ayZWt| iHA 5.3 创建波导 76 8FJPw"9 5.4 修改输入平面 77 9`Y\`F#}q 5.5 指定波导的路径 78 r<1.'F 5.6 运行模拟 79 q!as~{! 5.7 在OptiBPM_Simulator中预览模拟结果 81 0/JTbf. CX 5.8 应用VB脚本进行模拟 82 `G<|5pe 5.9 在OptiBPM_Analyzer中查看模拟结果 84 T( CTU/a-, 6 应用VB脚本设计一个3dB的耦合器 88 A,;[9J2\& 6.1 定义3dB耦合器所需的材料 88 *XkgwJq 6.2 定义布局结构 89 5gZ* 6.3 绘制并定位波导 91 ja%IGaH;s 6.4 生成布局脚本 95 gJJ BRn{MI 6.5 插入和编辑输入面 97 |o#pd\ 6.6 运行模拟 98 @0D 6.7 修改布局脚本 100 <.U(%`| 6.8 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 102 iHk/#a 7 应用预定义扩散过程 104 T1A/>\Ns 7.1 创建一个由钛在铌酸锂中扩散所形成的线性波导 104 suFO~/lRno 7.2 定义布局设置 106 j|IvDrm# 7.3 设计波导 107 8S@"6TG`
7.4 设置模拟参数 108 bI :cYn1 7.5 运行模拟 110 UJ^-T+fut 7.6 基于钛和镁在铌酸锂中的扩散,创建一个掩埋波导 111 yUX<W'-Hev 7.7 将模板以新的名称进行保存 111 7xfN}iHG 7.8 添加一个新的轮廓 111 |Li9Y"5 7.9 创建上方的线性波导 112 #RWmP$+#= 8 各向异性BPM 115 c{\x<AwO 8.1 定义材料 116 b/&{:g!B 8.2 创建轮廓 117 4=ZN4=(_[ 8.3 定义布局设置 118 c#T0n !} 8.4 创建线性波导 120 f"d4HZD^ 8.5 设置模拟参数 121 uE&2M>2 8.6 预览介电常数分量 122 jWGX:XB 8.7 创建输入面 123 D)J'xG_<O 8.8 运行各向异性BPM模拟 124 U>a~V"5,u 9 创建一个chip-to-fiber对接耦合器 127 FK,Jk04on 9.1 定义chip-to-fiber对接耦合器的材料和波导 128 3bR 6Y[ 9.2 定义布局设置 130 fK5iOj'Q 9.3 创建一个chip-to-fiber对接耦合器 130 D*q:XO6b 9.4 编辑输入平面 132 l/6(V: 9.5 设置模拟参数 134 &h?8yV4B 9.6 运行模拟 135 ($s%B 10 电光调制器 138 !345 10.1 定义电解质材料 139 K~jN"ev 10.2 定义电极材料 140 csms8J 10.3 定义轮廓 141 QUi=ZD1 10.4 绘制波导 144 FS6I?q#tQ 10.5 绘制电极 147
"xE;IpO[ 10.6 静电模拟 149 i&zJwUr(< 10.7 电光模拟 151 h 7*#;j 11 折射率(RI)扫描 155 Vf`9[*j 11.1 定义材料和通道 155 Q) Y&h'.( 11.2 定义布局设置 157 F!&_ 11.3 绘制线性波导 160 9 p`|~^X 11.4 插入输入面 160 RLUH[[ 11.5 创建脚本 161 =d1R9O 11.6 运行模拟 163 (0QYX[(r~o 11.7 在OptiBPM_Analyzer中预览结果 163 1/vcj~|)t 12 应用用户自定义扩散轮廓 165 '-KrneZ! 12.1 定义材料 165 GFO(O 12.2 创建参考轮廓 166 U?yKwH^{ 12.3 定义布局设置 166 b`X"yg+ 12.4 用户自定义轮廓 167 !_LRuqQ?" 12.5 根据参考轮廓检测用户自定义轮廓 170 GoRSLbCUR
13 马赫-泽德干涉仪开关 172
QTuj v<| 13.1 定义材料 173 ^*+-0b;[G 13.2 创建钛扩散轮廓 173 Tp
fC 13.3 定义晶圆 174 MDh^ic5 13.4 创建器件 175 XjV,wsZ= 13.5 检查x-y切面的RI轮廓 177 w@ \quy: 13.6 定义电极区域 178 O{44GB3 13.7 定义输入平面和模拟参数 182 UY*[='l!) 13.8 运行模拟 182 x#&%lJT 13.9 创建脚本 184 b}5hqIy 14 应用OptiBPM和OptiSystem进行光集成电路模拟-散射数据导出 186 o0Pc^ 14.1 理论背景 186 J3# 14.2 波导Vertical Offset位置设置 189 `DcZpd.n 14.3 生成脚本数据 190 8A3!XA 14.4 导出散射数据 193 `PeWV[? 14.5 创建臂 194 F!qt#Sw!\ 14.6 在OptiSystem内加载*.s文件 197 Ex3V[v+D( 14.7 加载两个臂的文件 200 kpt0spp 14.8 在OptiSystem内完成布局 201 ~pj/_@S@x 14.9 连接元件 202 UkV{4*E 14.10 运行模拟 203 b|z_1j6U 14.11 创建图以查看结果 204 }Qo:;&"3 有兴趣可以扫码加微咨询 iv]*HE JYU0&nZl4 [attachment=122006]
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