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2024-02-23 11:26 |
《OptiBPM入门教程》
前 言 /*t H$\6* b&9~F6aM 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。 AP ]`'C D J7U6{KLq 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。 fT
YlIT9 bKEiS8x 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。 v^Rw9*w{ !1Ht{cA0 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。 \p^'[B(O77 $ <3^( y 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。 1jpft3*x _ne
r 《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 Tl1H2s=G- vx}BTH
上海讯技光电科技有限公司 2021年4月 7;pQ'FmZJ _ER. AKY 目 录 \mWH8Z
}Z 1 入门指南 4 U/_hH*N"! 1.1 OptiBPM安装及说明 4 MSB/O. 1.2 OptiBPM简介 5 cM]ZYi 1.3 光波导介绍 8 1\g r
;b 1.4 快速入门 8 F3L+X5D.yu 2 创建一个简单的MMI耦合器 28 3PlIn0+LX 2.1 定义MMI耦合器材料 28 lNTbd"}$: 2.2 定义布局设置 29 g8@F/$HY 2.3 创建一个MMI耦合器 31 DVDzYR**4 2.4 插入input plane 35 Vlge*4q 2.5 运行模拟 39 gMp' S 2.6 在OptiBPM_Analyzer中查看模拟结果 43 k *>"@ 3 创建一个单弯曲器件 44 D
,[yx=' 3.1 定义一个单弯曲器件 44 uQ7lC~ 3.2 定义布局设置 45 ? 51i0~O= 3.3 创建一个弧形波导 46 6h0}ZM 3.4 插入入射面 49 R`B} T<* 3.5 选择输出数据文件 53 `Jh<8~1 3.6 运行模拟 54 )JJF}m= 3.7 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 57 4um^7Ns)7 4 创建一个MMI星形耦合器 60 ^F&j;8U 4.1 定义MMI星形耦合器的材料 60 /U`p|M; 4.2 定义布局设置 61 hD4>mpk 4.3 创建一个MMI星形耦合器 61 mA@!t>=oMq 4.4 插入输入面 62 E'NS$,h 4.5 运行模拟 63 7
D{% 4.6 预览最大值 65 ce; zn\ 4.7 绘制波导 69 e3?z^AUXm 4.8 指定输出波导的路径 69 Y?L>KiM$ 4.9 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 71 !Uv>>MCr 4.10 添加输出波导并预览仿真结果 72 WdB\n/BWB 4.11 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 74 2'-84 5 基于VB脚本进行波长扫描 75 %jHe_8=o 5.1 定义波导材料 75 \xcf<y3_ 5.2 定义布局设置 76 )uMv] 5.3 创建波导 76 mI]gDL1 5.4 修改输入平面 77 'sE["eC 5.5 指定波导的路径 78 mkrVeBp 5.6 运行模拟 79 %?Q&a ] 5.7 在OptiBPM_Simulator中预览模拟结果 81 ^aQ&.q 5.8 应用VB脚本进行模拟 82 Uv652DC 5.9 在OptiBPM_Analyzer中查看模拟结果 84 ?[P>2oz 6 应用VB脚本设计一个3dB的耦合器 88 L\t_zf_0 6.1 定义3dB耦合器所需的材料 88 |o'r?" 6.2 定义布局结构 89 xLfv:Rp 6.3 绘制并定位波导 91 z;ku*IV 6.4 生成布局脚本 95 sZ;Gb^{Z 6.5 插入和编辑输入面 97 USS%T<Vk 6.6 运行模拟 98 hljKBx~ 6.7 修改布局脚本 100 !~vx|_$# 6.8 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 102 D@:'*Z( 7 应用预定义扩散过程 104 ~>P(nI 7.1 创建一个由钛在铌酸锂中扩散所形成的线性波导 104 j;
R20xf 0 7.2 定义布局设置 106 wNn=JzP 7.3 设计波导 107 E+LQyvF[ 7.4 设置模拟参数 108 R[)bGl6# 7.5 运行模拟 110 ),[@NK&= 7.6 基于钛和镁在铌酸锂中的扩散,创建一个掩埋波导 111 ect$g# 7.7 将模板以新的名称进行保存 111 s|`wi}"x 7.8 添加一个新的轮廓 111 7upWM~H^ 7.9 创建上方的线性波导 112 R/kJUl6HEl 8 各向异性BPM 115 |I29m` 8.1 定义材料 116 *N}$~N 8.2 创建轮廓 117 y7%SHYC p[ 8.3 定义布局设置 118 .wyuB;: 8.4 创建线性波导 120 !2^~ar{2 8.5 设置模拟参数 121 P}qpy\/(4 8.6 预览介电常数分量 122 x 4sIZe+ 8.7 创建输入面 123 E|+<m! 8.8 运行各向异性BPM模拟 124 =8%*Rrj^ 9 创建一个chip-to-fiber对接耦合器 127 sriDta?Cz 9.1 定义chip-to-fiber对接耦合器的材料和波导 128 ^!0z+M:>^ 9.2 定义布局设置 130 >/lB%<$/ 9.3 创建一个chip-to-fiber对接耦合器 130 lI+^}-< 9.4 编辑输入平面 132 DEt!/a{X 9.5 设置模拟参数 134 kyt HOn# 9.6 运行模拟 135 c!'\k,ma<9 10 电光调制器 138 k7;i^$@c 10.1 定义电解质材料 139 \=]`X2Ld 10.2 定义电极材料 140 }p?67y/ 10.3 定义轮廓 141 S^|U" 10.4 绘制波导 144 ?Zsh\^k.g 10.5 绘制电极 147 DvB{N`COd 10.6 静电模拟 149 c b&Yf1 10.7 电光模拟 151 5Pxx)F9] 11 折射率(RI)扫描 155 EWgJ"WTF 11.1 定义材料和通道 155 G_,9h!e 11.2 定义布局设置 157 ~fb#/%SV 11.3 绘制线性波导 160 EtaKo}!A} 11.4 插入输入面 160 4y?n62N8$ 11.5 创建脚本 161 ~!Nw]lb! 11.6 运行模拟 163 W$()W) 11.7 在OptiBPM_Analyzer中预览结果 163 ?6{g7S% 12 应用用户自定义扩散轮廓 165 0NKgtH~+ 12.1 定义材料 165 i3Bpim. 12.2 创建参考轮廓 166 `9+R]C]z8 12.3 定义布局设置 166 *|<~IQg 12.4 用户自定义轮廓 167 u[Si=)`VPk 12.5 根据参考轮廓检测用户自定义轮廓 170 G2?#MO 13 马赫-泽德干涉仪开关 172 vt^7:!r 13.1 定义材料 173 {"%a-*@% 13.2 创建钛扩散轮廓 173 4Orq;8!BW 13.3 定义晶圆 174 '`.-75T 13.4 创建器件 175 0t}v@-abU 13.5 检查x-y切面的RI轮廓 177 &vt)7[ 13.6 定义电极区域 178 /3K)$Er
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