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infotek 2024-01-22 14:41

波导光通信——《OptiBPM入门教程》

前  言 &K@2kq,  
N>?R,XM V  
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。 ;h> s=D,r  
qrBo'@7  
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。 4R5+"h:  
V_JM@VN}Kk  
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。 KN>U6=WN  
UTw f!  
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:u *E  
d&n&_>  
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。 -g'[1  
bV_@!KL$  
《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 V3&_ST  
上海讯技光电科技有限公司
2021年4月 |,c\R"8xS  
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6]#pPk8[Z  
目 录 >]?!c5=  
1 入门指南 4 |) {)w`  
1.1 OptiBPM安装及说明 4 5 3=zHYQ  
1.2 OptiBPM简介 5 M&Aeh8>uX  
1.3 光波导介绍 8 @Y":DHF5q  
1.4 快速入门 8 %dMq'j  
2 创建一个简单的MMI耦合器 28 .K>r ao'  
2.1 定义MMI耦合器材料 28 %;+Q0 e9  
2.2 定义布局设置 29 X_Vj&{  
2.3 创建一个MMI耦合器 31 / $7E  
2.4 插入input plane 35 r=YprVX  
2.5 运行模拟 39 a=3?hVpB  
2.6 在OptiBPM_Analyzer中查看模拟结果 43 C<Q;3w`#1j  
3 创建一个单弯曲器件 44 YK Nz[x$|  
3.1 定义一个单弯曲器件 44 < &[=,R0 @  
3.2 定义布局设置 45 {VqcZhqy/l  
3.3 创建一个弧形波导 46 .0^-a=/  
3.4 插入入射面 49 uY+N163i  
3.5 选择输出数据文件 53 P+r -t8  
3.6 运行模拟 54 |V#h "s  
3.7 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 57 >q0c!,Ay  
4 创建一个MMI星形耦合器 60 6|*em4  
4.1 定义MMI星形耦合器的材料 60 dZ'hTzw~  
4.2 定义布局设置 61 HhkubG)\  
4.3 创建一个MMI星形耦合器 61 tkr RdCq  
4.4 插入输入面 62 vCE1R]^A.]  
4.5 运行模拟 63 XKqUbi  
4.6 预览最大值 65 5nL,sFd  
4.7 绘制波导 69  w.kb/  
4.8 指定输出波导的路径 69 -z%| Jk  
4.9 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 71 zx  
4.10 添加输出波导并预览仿真结果 72 03aa>IO  
4.11 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 74 ao>`[-  
5 基于VB脚本进行波长扫描 75 K1c@]]y)  
5.1 定义波导材料 75 r9@4-U7v&  
5.2 定义布局设置 76 Y'6GY*dL  
5.3 创建波导 76 8':^tMd  
5.4 修改输入平面 77 HS!O;7s'  
5.5 指定波导的路径 78 /lBx}o'  
5.6 运行模拟 79 ooa>~!91P  
5.7 在OptiBPM_Simulator中预览模拟结果 81 Q)oO*CnM!-  
5.8 应用VB脚本进行模拟 82 PfKIaW<  
5.9 在OptiBPM_Analyzer中查看模拟结果 84 gGl}~  
6 应用VB脚本设计一个3dB的耦合器 88 F.:B_t  
6.1 定义3dB耦合器所需的材料 88 >*v!2=  
6.2 定义布局结构 89 r|[uR$|Y  
6.3 绘制并定位波导 91 9(`d h  
6.4 生成布局脚本 95 x5/O.5>f  
6.5 插入和编辑输入面 97 ^VCgc>x;  
6.6 运行模拟 98 ]AjDe]  
6.7 修改布局脚本 100 ;Js-27_0  
6.8 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 102 Y> }[c   
7 应用预定义扩散过程 104 >gNVL (  
7.1 创建一个由钛在铌酸锂中扩散所形成的线性波导 104 P~Cx#`#(V  
7.2 定义布局设置 106 Q)}_S@v|%  
7.3 设计波导 107 Zi$v-b*<  
7.4 设置模拟参数 108  3LKL,z  
7.5 运行模拟 110  +c@s  
7.6 基于钛和镁在铌酸锂中的扩散,创建一个掩埋波导 111 uH'n.d"WG  
7.7 将模板以新的名称进行保存 111 at_~b Ox6X  
7.8 添加一个新的轮廓 111 XI#1)  
7.9 创建上方的线性波导 112 FSnF>3kj-  
8 各向异性BPM 115 lFMQT ;  
8.1 定义材料 116 ,[6N64fy  
8.2 创建轮廓 117 7VWq8FH`  
8.3 定义布局设置 118 *z-Mr~ V  
8.4 创建线性波导 120 $6~ J#;  
8.5 设置模拟参数 121 6 Fz?'Xf  
8.6 预览介电常数分量 122 te e  
8.7 创建输入面 123 :_R[@?c  
8.8 运行各向异性BPM模拟 124 34lt?6%j  
9 创建一个chip-to-fiber对接耦合器 127 FM\yf ]'  
9.1 定义chip-to-fiber对接耦合器的材料和波导 128 {%WQQs  
9.2 定义布局设置 130  c=? =u  
9.3 创建一个chip-to-fiber对接耦合器 130 ^_dYE]t  
9.4 编辑输入平面 132 q.]>uBAQ?  
9.5 设置模拟参数 134 Sl@$  
9.6 运行模拟 135 zqqu7.`  
10 电光调制器 138 o' U::  
10.1 定义电解质材料 139 [gK (x%  
10.2 定义电极材料 140 c#l W ?  
10.3 定义轮廓 141 $2l<X KT-  
10.4 绘制波导 144 i}C9  
10.5 绘制电极 147 2u0C ~s  
10.6 静电模拟 149 5$C4Ui{<E'  
10.7 电光模拟 151 CF|c4oY82  
11 折射率(RI)扫描 155 fI:j@Wug  
11.1 定义材料和通道 155 -*;-T9  
11.2 定义布局设置 157 Rlvb@aXgy  
11.3 绘制线性波导 160 o&tETJ5Bhe  
11.4 插入输入面 160 b(<#n6a}\  
11.5 创建脚本 161 {%Mt-Gm'd  
11.6 运行模拟 163 bDh,r!I  
11.7 在OptiBPM_Analyzer中预览结果 163 B J,U,!  
12 应用用户自定义扩散轮廓 165 "YY6_qQR'  
12.1 定义材料 165 FbxrBM  
12.2 创建参考轮廓 166 \4;}S&`k  
12.3 定义布局设置 166 QIZ }7  
12.4 用户自定义轮廓 167 $]eU'!2)  
12.5 根据参考轮廓检测用户自定义轮廓 170 GabY xYK  
13 马赫-泽德干涉仪开关 172 qY^OO~[  
13.1 定义材料 173 X%ii z  
13.2 创建钛扩散轮廓 173  j6zZ! k  
13.3 定义晶圆 174 M<'AM4  
13.4 创建器件 175 #SNwSx&  
13.5 检查x-y切面的RI轮廓 177 ruMS5OqM  
13.6 定义电极区域 178 u=epnz:<  
[table=772][tr][td][table=712,#ffffff,,0][tr][td] !JZ)6mtlr  
13.7 定义输入平面和模拟参数 182 _ ^5w f  
13.8 运行模拟 182 N7/eF9  
13.9 创建脚本 184 s zgq7  
14 应用OptiBPM和OptiSystem进行光集成电路模拟-散射数据导出 186 1Yj^N" =  
14.1 理论背景 186 ;MD6iBD  
14.2 波导Vertical Offset位置设置 189 {(o$? =  
14.3 生成脚本数据 190 |8xu*dVAp4  
14.4 导出散射数据 193 ][Ne;F6  
14.5 创建臂 194 TL%2?'G  
14.6 在OptiSystem内加载*.s文件 197 DEmU},<S  
14.7 加载两个臂的文件 200 +k@$C,A  
14.8 在OptiSystem内完成布局 201 Q>`|{m  
14.9 连接元件 202 9 U6cM-p?  
14.10 运行模拟 203 njO5 YYOu  
14.11 创建图以查看结果 204 P2lDi!q|  
H}TzNs  
]有兴趣可以扫码加微联系 ZM:!LkK  
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