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2024-02-23 11:26 |
《OptiBPM入门教程》
前 言 %oa-WmWm ARwD~Tr 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。 "2$fi{9 kr:^tbJ 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。 ""F5z,' 'UX!*5k<: 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。 Y}|X|!0x ca*DZG/ 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。 tKx~1- F]]]y5t 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`]^@"{ hwBfdZ 《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 KD7dye &zeyE;/Hj
上海讯技光电科技有限公司 2021年4月 [KaAXv
.X j<jN05p 目 录 {xB!EQ" 1 入门指南 4 '+!1Y o'G 1.1 OptiBPM安装及说明 4 J1RJ*mo7, 1.2 OptiBPM简介 5 1
A
!bE 1.3 光波导介绍 8 Jg\zdi:t 1.4 快速入门 8 JZ*/,|1}EC 2 创建一个简单的MMI耦合器 28 +tIF
h' 2.1 定义MMI耦合器材料 28 ujq=F 2.2 定义布局设置 29 0c'<3@39k| 2.3 创建一个MMI耦合器 31 ]kRfB:4ED 2.4 插入input plane 35 {9;CNsd 2.5 运行模拟 39 =eXU@B 2.6 在OptiBPM_Analyzer中查看模拟结果 43 dIa+K?INX 3 创建一个单弯曲器件 44 (\hx` Yh=> 3.1 定义一个单弯曲器件 44 1;r|g)VM 3.2 定义布局设置 45 5Y'qaIFR 3.3 创建一个弧形波导 46 aweV#j(y 3.4 插入入射面 49 2%@4] 3.5 选择输出数据文件 53 NAQAU
*yP 3.6 运行模拟 54 Cc' 37~6~P 3.7 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 57 %x{kc3PnO 4 创建一个MMI星形耦合器 60 o_Z5@F 4.1 定义MMI星形耦合器的材料 60 [OV"}<V 4.2 定义布局设置 61 ;F!5%}OcL% 4.3 创建一个MMI星形耦合器 61 &5spTMw8 4.4 插入输入面 62 }{qZ[/JwqN 4.5 运行模拟 63 [.'|_l 4.6 预览最大值 65 Ng>5?F^v 4.7 绘制波导 69 N~d ?WD\^ 4.8 指定输出波导的路径 69 ?{|q5n 4.9 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 71 RO VW s/ 4.10 添加输出波导并预览仿真结果 72 zRl3KjET 4.11 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 74 RLynEV;] 5 基于VB脚本进行波长扫描 75 B=yqW 5.1 定义波导材料 75 }Jve cRtg1 5.2 定义布局设置 76 ]kG"ubHV?h 5.3 创建波导 76 ^ft>@=K(| 5.4 修改输入平面 77 m!4ndO;0vh 5.5 指定波导的路径 78 djQH1^(IU 5.6 运行模拟 79 *:YiimOY" 5.7 在OptiBPM_Simulator中预览模拟结果 81 ~xfP:[u 5.8 应用VB脚本进行模拟 82 !M]uL&: 5.9 在OptiBPM_Analyzer中查看模拟结果 84 1i"WDu*h3 6 应用VB脚本设计一个3dB的耦合器 88 D>@I+4{p 6.1 定义3dB耦合器所需的材料 88 +0%w ;'9z 6.2 定义布局结构 89 Av$^ 6.3 绘制并定位波导 91 1N^[.= 6.4 生成布局脚本 95 i]y<|W)Q3 6.5 插入和编辑输入面 97 +p_CN*10H 6.6 运行模拟 98 |vwVghC 6.7 修改布局脚本 100 axRV:w;E< 6.8 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 102 |zNX=mAV 7 应用预定义扩散过程 104 )uIe&B
7.1 创建一个由钛在铌酸锂中扩散所形成的线性波导 104 Xy&A~F 7.2 定义布局设置 106 }bpQq6ZF 7.3 设计波导 107 el<s8:lA 7.4 设置模拟参数 108 9J*\T(W 7.5 运行模拟 110 mpEK (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 C'@i/+ 7.7 将模板以新的名称进行保存 111 <#y[gTJ<'> 7.8 添加一个新的轮廓 111 '&R2 U_ 7.9 创建上方的线性波导 112 ?|C2*?hZ+ 8 各向异性BPM 115 #m<nAR 8.1 定义材料 116 |y#
Jx 8.2 创建轮廓 117 vnt%XU,,Y 8.3 定义布局设置 118 qu6D 5t 8.4 创建线性波导 120 cAqLE\h 8.5 设置模拟参数 121 (KD RkE|= 8.6 预览介电常数分量 122 C8:f_mJU 8.7 创建输入面 123 Nk
8 B_{ 8.8 运行各向异性BPM模拟 124 /?'FE 7Y 9 创建一个chip-to-fiber对接耦合器 127 n;Q7X>-f8` 9.1 定义chip-to-fiber对接耦合器的材料和波导 128 #u(^0'
P 9.2 定义布局设置 130 R)(T^V`{ 9.3 创建一个chip-to-fiber对接耦合器 130 \*y-g@-{W$ 9.4 编辑输入平面 132 V`d,qn)i 9.5 设置模拟参数 134 j'<<4.( 9.6 运行模拟 135 K.nHii 10 电光调制器 138 f:,DWw`B 10.1 定义电解质材料 139 )0W{]2 10.2 定义电极材料 140 4Zddw0|2 10.3 定义轮廓 141 {
Fb*&|-n 10.4 绘制波导 144 x8\?}UnB 10.5 绘制电极 147 S9D<8j^ 10.6 静电模拟 149 YQ)kRhFA 10.7 电光模拟 151 >d*@_kJM 11 折射率(RI)扫描 155 Jk11fn;\> 11.1 定义材料和通道 155 *NaB#;+|k` 11.2 定义布局设置 157 ")5":V~fN 11.3 绘制线性波导 160 t]g-CW3 11.4 插入输入面 160 t?&|8SId 11.5 创建脚本 161 !cLo>,4 11.6 运行模拟 163 z`}qkbvi 11.7 在OptiBPM_Analyzer中预览结果 163 o]_dJB 12 应用用户自定义扩散轮廓 165 t%FwXaO# 12.1 定义材料 165 ]t,BMu=% 12.2 创建参考轮廓 166 cN6X#D 12.3 定义布局设置 166 Hqx-~hQO 12.4 用户自定义轮廓 167 (vnAbR#e 12.5 根据参考轮廓检测用户自定义轮廓 170 CL;}IBd a 13 马赫-泽德干涉仪开关 172 _p/UsJ 13.1 定义材料 173 Tc:)-
z[o 13.2 创建钛扩散轮廓 173 qLG&WB 13.3 定义晶圆 174 A#<? 4& 13.4 创建器件 175 [;yOBF 13.5 检查x-y切面的RI轮廓 177 ~?Pw& K2 13.6 定义电极区域 178 $dC?Tl|B0
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