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2024-02-23 11:26 |
《OptiBPM入门教程》
前 言 8%<`$`FyU wy{>gvqK 随着时代的发展,人们对光网络带宽的需求越来越高,光通信网络也越来越复杂。各类光通信系统中,存在着许多的波导类元件,如分束器,耦合器,复用器,AWG等,这些元件在整个光通信系统中起着至关重要的作用。而此类光波导器件研发人员,可以使用OptiBPM来对相关的元器件进行模拟分析与设计,这可以大大降低时间成本和物料成本。 N?;o_^C d&uTiH? 0 OptiBPM是基于光束传输算法(BPM-矢量BPM、半矢量BPM以及标量BPM)来模拟光通过任意波导介质(各向同性与各向异性)。并可使用合适的数值方法,如Crank-Nicholson方法和Scheme Parameter以及ADI,来进行计算,计算过程中可以使用合适的边界条件,如TBC和PML边界条件,以完成整个波导结构的仿真和分析,获得任意位置处的电磁场分布。 nud=uJ"( >&QH{!( 通过OptiBPM,科研人员可以同时观察近场分布(包含幅度、相位等),检测辐射以及方向场(Guided Field)。OptiBPM能够提升科研人员在波导器件设计的效率,减小风险并降低整体研发产品成本。 hw$c@:pW; )7GLS\uf<% 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。 c1kxKxE -fJ@R1] 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。 1?|6odc O}_a3>1DY 《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 PgLS\_B UZP6x2:=
上海讯技光电科技有限公司 2021年4月 ~9r!m5ws
}m%?&c 目 录 =5~F6to 1 入门指南 4 -,VhS I 1.1 OptiBPM安装及说明 4 ceZ8}Sh 1.2 OptiBPM简介 5 Pzp+I} 1.3 光波导介绍 8 RR!!hY3 K 1.4 快速入门 8 HDVl5X`j' 2 创建一个简单的MMI耦合器 28 x
XM!E
8 2.1 定义MMI耦合器材料 28 V.ji
_vX 2.2 定义布局设置 29 W Gw!Y1wq 2.3 创建一个MMI耦合器 31 vX0"S 2.4 插入input plane 35 UIOEkQ\Wl 2.5 运行模拟 39 8ts+'65|F 2.6 在OptiBPM_Analyzer中查看模拟结果 43 {Mr~%y4 3 创建一个单弯曲器件 44 zLQ#GF 3.1 定义一个单弯曲器件 44 u'i%~(:$\) 3.2 定义布局设置 45 96pk[5lj{? 3.3 创建一个弧形波导 46 [z% ?MIT 3.4 插入入射面 49 $tCcjBK\ 3.5 选择输出数据文件 53 pzq;vMr 3.6 运行模拟 54 4r[pMJiq 3.7 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 57 MJ*]fC3/ 4 创建一个MMI星形耦合器 60 <D!c
~*[ 4.1 定义MMI星形耦合器的材料 60 T5Sg2a1& 4.2 定义布局设置 61 a-5HIY5 4.3 创建一个MMI星形耦合器 61 g[s\~MF@s 4.4 插入输入面 62 )p<fL 4.5 运行模拟 63 -nk#d%a\ 4.6 预览最大值 65 px|>v8 4.7 绘制波导 69 *el(+ib% 4.8 指定输出波导的路径 69 ~#"7,r Qp 4.9 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 71 *i?rJH 4.10 添加输出波导并预览仿真结果 72 5BHOHw D{ 4.11 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 74 :,NFFN 5 基于VB脚本进行波长扫描 75 -
LiPHHX< 5.1 定义波导材料 75 ?Z Rkn+; 5.2 定义布局设置 76 Fkcx+d 5.3 创建波导 76 SgpZ;\_ 5.4 修改输入平面 77 ^+*GbY$' 5.5 指定波导的路径 78 Qq T/1^imS 5.6 运行模拟 79 kz0I2!bt 5.7 在OptiBPM_Simulator中预览模拟结果 81 ^p 2.UW 5.8 应用VB脚本进行模拟 82 DhLr^Z!h3; 5.9 在OptiBPM_Analyzer中查看模拟结果 84 =!(*5\IM 6 应用VB脚本设计一个3dB的耦合器 88 >;
&s['H 6.1 定义3dB耦合器所需的材料 88 K
lli$40 6.2 定义布局结构 89 4L=$K2R2r 6.3 绘制并定位波导 91 @%OPy|=,{ 6.4 生成布局脚本 95 =Y&9
qt 6.5 插入和编辑输入面 97 x*me'?q 6.6 运行模拟 98 6[*;M 6.7 修改布局脚本 100 0{?:FQ# 6.8 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 102 Cs:+93w 7 应用预定义扩散过程 104 "H>r-cyh 7.1 创建一个由钛在铌酸锂中扩散所形成的线性波导 104 eC6>yD6D 7.2 定义布局设置 106 ]6{(Hjt 7.3 设计波导 107 nAo8uWG 7.4 设置模拟参数 108 nTys4R 7.5 运行模拟 110 5zNSEI"PY 7.6 基于钛和镁在铌酸锂中的扩散,创建一个掩埋波导 111 qr)v'aC3 7.7 将模板以新的名称进行保存 111 /a[V!<"R 7.8 添加一个新的轮廓 111 17>5#JLP 7.9 创建上方的线性波导 112 [)#u<lZ<~ 8 各向异性BPM 115 tYs8)\{ 8.1 定义材料 116 \G$QNUU 8.2 创建轮廓 117 qDnCn H 8.3 定义布局设置 118 n1QEu"~Zj 8.4 创建线性波导 120 :`0'GM" ` 8.5 设置模拟参数 121 v:rD3=M- 8.6 预览介电常数分量 122 t=n+3`g 8.7 创建输入面 123 {Q5KV%F_ 8.8 运行各向异性BPM模拟 124 XC|*A$x, 9 创建一个chip-to-fiber对接耦合器 127 Dv<wge` 9.1 定义chip-to-fiber对接耦合器的材料和波导 128 w4\BD&7V 9.2 定义布局设置 130 i@P 9EU 9.3 创建一个chip-to-fiber对接耦合器 130 {(rf/:X!p 9.4 编辑输入平面 132 [34zh="o 9.5 设置模拟参数 134 zlH28V 9.6 运行模拟 135 tNK^z7Dm 10 电光调制器 138 "\}b!gl$8 10.1 定义电解质材料 139 {7vgHutp 10.2 定义电极材料 140 JOBz{;:R{ 10.3 定义轮廓 141 _
XE;-weE 10.4 绘制波导 144 8
AFMn[{ 10.5 绘制电极 147 Hx$.9'Oq\Q 10.6 静电模拟 149 b-PSm=` 10.7 电光模拟 151 -Q6(+(7_| 11 折射率(RI)扫描 155 k+FMZ,D| 11.1 定义材料和通道 155 'gCJ[ ce 11.2 定义布局设置 157 =0,|/1~ 11.3 绘制线性波导 160 }N?g| 11.4 插入输入面 160 qQ^d9EK'?~ 11.5 创建脚本 161 yahAD.Xuo@ 11.6 运行模拟 163 6`acg'sk> 11.7 在OptiBPM_Analyzer中预览结果 163 jDR')ascn 12 应用用户自定义扩散轮廓 165 _B)s=Snx 12.1 定义材料 165 G'u|Q
mb1 12.2 创建参考轮廓 166 k@S)j< 12.3 定义布局设置 166 p"2m90IO 12.4 用户自定义轮廓 167 Ua %UbAt 12.5 根据参考轮廓检测用户自定义轮廓 170 S+r^B?a<oM 13 马赫-泽德干涉仪开关 172 ".gNeY6)x 13.1 定义材料 173 KYp[Gs 13.2 创建钛扩散轮廓 173 6
jmrD 13.3 定义晶圆 174 >?z:2@Q)B 13.4 创建器件 175 wh%xkXa[ur 13.5 检查x-y切面的RI轮廓 177 69>/@< 13.6 定义电极区域 178 IroPx#s:i
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