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2024-02-23 11:26 |
《OptiBPM入门教程》
前 言 4KM$QHS5{ gP`!MlY@ 随着时代的发展,人们对光网络带宽的需求越来越高,光通信网络也越来越复杂。各类光通信系统中,存在着许多的波导类元件,如分束器,耦合器,复用器,AWG等,这些元件在整个光通信系统中起着至关重要的作用。而此类光波导器件研发人员,可以使用OptiBPM来对相关的元器件进行模拟分析与设计,这可以大大降低时间成本和物料成本。 asq/_` fgp7 |;Y OptiBPM是基于光束传输算法(BPM-矢量BPM、半矢量BPM以及标量BPM)来模拟光通过任意波导介质(各向同性与各向异性)。并可使用合适的数值方法,如Crank-Nicholson方法和Scheme Parameter以及ADI,来进行计算,计算过程中可以使用合适的边界条件,如TBC和PML边界条件,以完成整个波导结构的仿真和分析,获得任意位置处的电磁场分布。 Y(:OfC? apMYBbC 通过OptiBPM,科研人员可以同时观察近场分布(包含幅度、相位等),检测辐射以及方向场(Guided Field)。OptiBPM能够提升科研人员在波导器件设计的效率,减小风险并降低整体研发产品成本。 r2](~&i2 jo |q,t 本书详细描述了各类光波导模型的创建以及分析方法,旨在帮助OptiBPM软件初学者快速学会常用的软件功能。本书主要参考OptiWave公司发布的案例以及相关操作手册翻译整理而成。 m+m6"yE#_ NSgHO`gU8 本书第一章主要介绍了软件的安装方法以及软件的开发背景,第二~十三章,分别描述了如何创建以及分析常见的波导类器件,如MMI耦合器、MMI星形耦合器、3dB耦合器、电光调制器、Chip-to-Fiber对接耦合器、马赫泽德干涉仪等,并包含了创建各类波导的方法和分析方法,如参数扫描,脚本自定义等。第十四章主要描述了如何将OptiBPM设计的元器件,导入到OptiSystem(一款光通信系统模拟仿真软件)中做联合仿真,可以查看此元器件在光通信系统中的具体行为。 )4`Ml*7x D}061~zb$ 《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 *3ne(c rgYuF,BT.
上海讯技光电科技有限公司 2021年4月 ,|#>X>^FQQ 6_y|4!,:W 目 录 (k5DbP[ 1 入门指南 4 "~(&5M\8` 1.1 OptiBPM安装及说明 4 &53#`WgJ 1.2 OptiBPM简介 5 tT8jC:oVa 1.3 光波导介绍 8 kr*c?^b 1.4 快速入门 8 OhW=F2OIV 2 创建一个简单的MMI耦合器 28 n>E*g|a 2.1 定义MMI耦合器材料 28 YT5>pM-% 2.2 定义布局设置 29 )PG,K4z 2.3 创建一个MMI耦合器 31 x7@WWFF> 2.4 插入input plane 35 )*A,L% 2.5 运行模拟 39 bF KPV%` 2.6 在OptiBPM_Analyzer中查看模拟结果 43 gZjOlp 3 创建一个单弯曲器件 44 `es($7}P_W 3.1 定义一个单弯曲器件 44 l'W+^ 3.2 定义布局设置 45 tRy
D@} 3.3 创建一个弧形波导 46 pq[mM!;#v 3.4 插入入射面 49 V{h@nhq 3.5 选择输出数据文件 53 R2$ U K 3.6 运行模拟 54 AIm$in`P 3.7 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 57 /SXz_e 4 创建一个MMI星形耦合器 60 nFfCw%T? 4.1 定义MMI星形耦合器的材料 60 YF -w=Y6 4.2 定义布局设置 61 bJ|?5 4.3 创建一个MMI星形耦合器 61 mU=6"A0
U 4.4 插入输入面 62 IPO[J^#Me 4.5 运行模拟 63 fl"y@;;#h 4.6 预览最大值 65 >-w=7,?'?z 4.7 绘制波导 69 )zXyV]xe 4.8 指定输出波导的路径 69 t%U[\\ic 4.9 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 71 ;-?ZI$ 4.10 添加输出波导并预览仿真结果 72 vs1Sh?O 4.11 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 74 `
(D4gPW 5 基于VB脚本进行波长扫描 75 <s-@!8*( 5.1 定义波导材料 75 Nr"N\yOA/ 5.2 定义布局设置 76 %<?ciU 5.3 创建波导 76 j/9QV 5.4 修改输入平面 77 ,0Zn hS)kq 5.5 指定波导的路径 78 TJXraQK-= 5.6 运行模拟 79 , Ln
5.7 在OptiBPM_Simulator中预览模拟结果 81 x~;EH6$5'/ 5.8 应用VB脚本进行模拟 82 #Q3PzDfj 5.9 在OptiBPM_Analyzer中查看模拟结果 84 VK'T[5e 6 应用VB脚本设计一个3dB的耦合器 88 rh`.$/^ 6.1 定义3dB耦合器所需的材料 88 r%l%yCH 6.2 定义布局结构 89 >Mn>P! 6.3 绘制并定位波导 91 -(w~LT$ " 6.4 生成布局脚本 95 e5ru:#P.p 6.5 插入和编辑输入面 97 _?s %MNaX 6.6 运行模拟 98 p%"yBpSK 6.7 修改布局脚本 100 DAnb.0 6.8 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 102 F:J7|<J^F 7 应用预定义扩散过程 104 naIv= 7.1 创建一个由钛在铌酸锂中扩散所形成的线性波导 104 cH;TnuX 7.2 定义布局设置 106 |WAD $3 7.3 设计波导 107 ch>Vv"G> 7.4 设置模拟参数 108 6B''9V:s 7.5 运行模拟 110 -2&i)S0R 7.6 基于钛和镁在铌酸锂中的扩散,创建一个掩埋波导 111 (.1 rtj 7.7 将模板以新的名称进行保存 111 "W@XP+POAY 7.8 添加一个新的轮廓 111 o}=. 7.9 创建上方的线性波导 112 +%wWSZ<# 8 各向异性BPM 115 UQ3@@:L_ 8.1 定义材料 116 ns#~}2"d 8.2 创建轮廓 117 gKN}Of@^1 8.3 定义布局设置 118 0[lsoYUq 8.4 创建线性波导 120 u<]mv 8.5 设置模拟参数 121
s8_aL)@f 8.6 预览介电常数分量 122 &|N%#pYS 8.7 创建输入面 123 m1-\qt-yy 8.8 运行各向异性BPM模拟 124 d9Z&qdxTKq 9 创建一个chip-to-fiber对接耦合器 127 x pTDYF 9.1 定义chip-to-fiber对接耦合器的材料和波导 128 GVG!sMmnX 9.2 定义布局设置 130 rKzlK 'U 9.3 创建一个chip-to-fiber对接耦合器 130 x=5P+_ 9.4 编辑输入平面 132 L}W1*L$;< 9.5 设置模拟参数 134 i_u
{5 U; 9.6 运行模拟 135 vJRnBq+y 10 电光调制器 138 2vc\= 10.1 定义电解质材料 139 &Vt2be* 10.2 定义电极材料 140 :)p)=c8% 10.3 定义轮廓 141 3Q"F(uE v^ 10.4 绘制波导 144
4;C*Fa 10.5 绘制电极 147 )'5<6Q.] 10.6 静电模拟 149 b,s Gq 10.7 电光模拟 151 &$qF4B* 11 折射率(RI)扫描 155 i3Hz"Qs; 11.1 定义材料和通道 155 q_T]9d 11.2 定义布局设置 157 cJ(BiL-uF 11.3 绘制线性波导 160 s>|Z7[* 11.4 插入输入面 160 dL_QX,X-] 11.5 创建脚本 161 Hz?!BV0 11.6 运行模拟 163 e&QS#k 11.7 在OptiBPM_Analyzer中预览结果 163 [$l"-*s4 12 应用用户自定义扩散轮廓 165 lq>pH5x 12.1 定义材料 165 W]]q=c%2 12.2 创建参考轮廓 166 QCOLC2I 12.3 定义布局设置 166 c>ad0xce6 12.4 用户自定义轮廓 167 p jKt:R} 12.5 根据参考轮廓检测用户自定义轮廓 170 y" ^yYO 13 马赫-泽德干涉仪开关 172 G#H9g PY 13.1 定义材料 173 z)lM2x>|* 13.2 创建钛扩散轮廓 173 ljPq2v ] 13.3 定义晶圆 174 4xm&pQo{V6 13.4 创建器件 175 [yw%i h) 13.5 检查x-y切面的RI轮廓 177 dv;9QCc' 13.6 定义电极区域 178 +z\\VD
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