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2024-02-23 11:26 |
《OptiBPM入门教程》
前 言 z,$^|'pP VYik#n>|Gp 随着时代的发展,人们对光网络带宽的需求越来越高,光通信网络也越来越复杂。各类光通信系统中,存在着许多的波导类元件,如分束器,耦合器,复用器,AWG等,这些元件在整个光通信系统中起着至关重要的作用。而此类光波导器件研发人员,可以使用OptiBPM来对相关的元器件进行模拟分析与设计,这可以大大降低时间成本和物料成本。 na>UFw7>* y1@{(CDp" OptiBPM是基于光束传输算法(BPM-矢量BPM、半矢量BPM以及标量BPM)来模拟光通过任意波导介质(各向同性与各向异性)。并可使用合适的数值方法,如Crank-Nicholson方法和Scheme Parameter以及ADI,来进行计算,计算过程中可以使用合适的边界条件,如TBC和PML边界条件,以完成整个波导结构的仿真和分析,获得任意位置处的电磁场分布。 _sx]`3/86 T+Du/ERL 通过OptiBPM,科研人员可以同时观察近场分布(包含幅度、相位等),检测辐射以及方向场(Guided Field)。OptiBPM能够提升科研人员在波导器件设计的效率,减小风险并降低整体研发产品成本。 [N.4i"
Cd rr9N(AoxW 本书详细描述了各类光波导模型的创建以及分析方法,旨在帮助OptiBPM软件初学者快速学会常用的软件功能。本书主要参考OptiWave公司发布的案例以及相关操作手册翻译整理而成。 %nT!u!# ig jr=e 本书第一章主要介绍了软件的安装方法以及软件的开发背景,第二~十三章,分别描述了如何创建以及分析常见的波导类器件,如MMI耦合器、MMI星形耦合器、3dB耦合器、电光调制器、Chip-to-Fiber对接耦合器、马赫泽德干涉仪等,并包含了创建各类波导的方法和分析方法,如参数扫描,脚本自定义等。第十四章主要描述了如何将OptiBPM设计的元器件,导入到OptiSystem(一款光通信系统模拟仿真软件)中做联合仿真,可以查看此元器件在光通信系统中的具体行为。 PWmFY'= @2Z{en? 《OptiBPM入门指南》,是由上海讯技光电工程师翻译整理而来,译者希望本书能够对OptiBPM的使用者有所帮助,通过学习后能够较好的掌握OptiBPM软件的基本使用方法。由于译者水平有限,书中错误纰漏之处在所难免,敬请同行读者批评和指正 8,=,'gFO THkg,*;:
上海讯技光电科技有限公司 2021年4月 qy/xJ>: :[,-wZiT~6 目 录 8FU8E2zo 1 入门指南 4 2I>X]r.S!1 1.1 OptiBPM安装及说明 4 AwUc U;"9> 1.2 OptiBPM简介 5 !w{4FE74 1.3 光波导介绍 8 o4\\q66K 1.4 快速入门 8 &r doMc;
2 创建一个简单的MMI耦合器 28 Qw}uB$S> 2.1 定义MMI耦合器材料 28 ?s6v>#H% 2.2 定义布局设置 29 5$d>:" > 2.3 创建一个MMI耦合器 31 Z<@0~t_:?p 2.4 插入input plane 35 2.qEy6 2.5 运行模拟 39 fl9`Mgu 2.6 在OptiBPM_Analyzer中查看模拟结果 43 eD4X:^@ 3 创建一个单弯曲器件 44 X0.k Q 3.1 定义一个单弯曲器件 44 :Ugf3%sQ 3.2 定义布局设置 45 _<qe= hie! 3.3 创建一个弧形波导 46
E{k$4 3.4 插入入射面 49 _ VKBzOH 3.5 选择输出数据文件 53 Uc^e Ia@ 3.6 运行模拟 54 SYkwM6 3.7 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 57 j4k\5~yzS 4 创建一个MMI星形耦合器 60 L
4V,y> 4.1 定义MMI星形耦合器的材料 60 L7;8:^ v 4.2 定义布局设置 61 :m]H?vq] \ 4.3 创建一个MMI星形耦合器 61 #oW"3L{, 4.4 插入输入面 62 -Aaim`06bv 4.5 运行模拟 63 <hvs{}TS 4.6 预览最大值 65 k<Qhw)M8 4.7 绘制波导 69 {7'Wi$^F 4.8 指定输出波导的路径 69 Swa0TiT( 4.9 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 71 0Un?[O 4.10 添加输出波导并预览仿真结果 72 ,cE yV74 4.11 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 74 FkE)~g 5 基于VB脚本进行波长扫描 75 0xVw{k}1U 5.1 定义波导材料 75 =gNPS0H 5.2 定义布局设置 76 ,.9k)\/V 5.3 创建波导 76 J/LsL
k 5.4 修改输入平面 77 GXC,p(vbE 5.5 指定波导的路径 78 4Hy/K^Ci 5.6 运行模拟 79 :^7>kJ5? 5.7 在OptiBPM_Simulator中预览模拟结果 81 cX7 O*5C 5.8 应用VB脚本进行模拟 82 ];xDXQd 5.9 在OptiBPM_Analyzer中查看模拟结果 84 7-:R{&3Lm: 6 应用VB脚本设计一个3dB的耦合器 88 h4Wt
oE>i 6.1 定义3dB耦合器所需的材料 88 o1`\*]A7J 6.2 定义布局结构 89 v{d$DZUs 6.3 绘制并定位波导 91 V'hb 4}@ 6.4 生成布局脚本 95 A]Bf&+V 6.5 插入和编辑输入面 97 0civXZgj 6.6 运行模拟 98 \?Sv O 6.7 修改布局脚本 100 Lq|>n[KY 6.8 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 102 Q2/65$nW 7 应用预定义扩散过程 104 KpA1Ac)T 7.1 创建一个由钛在铌酸锂中扩散所形成的线性波导 104 m/z,MT74*J 7.2 定义布局设置 106 G %'xEr0n 7.3 设计波导 107 .G.WPVE 7.4 设置模拟参数 108 nr2 Q[9~ 7.5 运行模拟 110 >-w(P/ 7.6 基于钛和镁在铌酸锂中的扩散,创建一个掩埋波导 111 o^XDG^35` 7.7 将模板以新的名称进行保存 111 {{jV!8wK 7.8 添加一个新的轮廓 111 =Ox}WrU~ 7.9 创建上方的线性波导 112 G54J'*Z 8 各向异性BPM 115 z',Fa4@z 8.1 定义材料 116 v3#,Z! 8.2 创建轮廓 117 oNZ_7tU 8.3 定义布局设置 118 c/Xg ARCO 8.4 创建线性波导 120 ;$WHTO( 8.5 设置模拟参数 121 ,jOJ\WXP 8.6 预览介电常数分量 122 lD[37U! 8.7 创建输入面 123 P #O2MiG 8.8 运行各向异性BPM模拟 124 /a'1W/^2 9 创建一个chip-to-fiber对接耦合器 127 ')U~a 9.1 定义chip-to-fiber对接耦合器的材料和波导 128 s3HVX' 9.2 定义布局设置 130 Jy5sZ}t[ 9.3 创建一个chip-to-fiber对接耦合器 130 Dn6U8s& 9.4 编辑输入平面 132 d2V X\ 9.5 设置模拟参数 134 +LF#XS@ 9.6 运行模拟 135 J91[w?, 10 电光调制器 138 SRwD`FF 10.1 定义电解质材料 139 I]^>>>p$ 10.2 定义电极材料 140 gs5(~YiT6 10.3 定义轮廓 141 qT48Y 10.4 绘制波导 144 q pCI[[ 10.5 绘制电极 147 odCt6Du 10.6 静电模拟 149 ^cm]
[9 10.7 电光模拟 151 z@yTkH_ 11 折射率(RI)扫描 155
;%9]G|*{ 11.1 定义材料和通道 155 z$e6T&u5B 11.2 定义布局设置 157 s{-gsSmE 11.3 绘制线性波导 160 fC[za,PXaE 11.4 插入输入面 160 b~J)LXj]w 11.5 创建脚本 161 {uj_4Ft 11.6 运行模拟 163 lj (y 11.7 在OptiBPM_Analyzer中预览结果 163 G
5;6q 12 应用用户自定义扩散轮廓 165 xSm;~')g 12.1 定义材料 165 g w"
\pD
12.2 创建参考轮廓 166 _dJ(h6%3 12.3 定义布局设置 166 KNUK]i&L 12.4 用户自定义轮廓 167 Ot2o=^Ng 12.5 根据参考轮廓检测用户自定义轮廓 170 8NWo)y49H 13 马赫-泽德干涉仪开关 172 j{@6y 13.1 定义材料 173 TxX =(7V 13.2 创建钛扩散轮廓 173 D5TDg\E 13.3 定义晶圆 174 yO q@w!xz 13.4 创建器件 175 mHxR4%i5 13.5 检查x-y切面的RI轮廓 177 "2l`XH 13.6 定义电极区域 178 7uF|Z(
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