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2024-02-23 11:26 |
《OptiBPM入门教程》
前 言 hRa(<Z K oUvk2]H 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。 IO!1|JMr6 *Iwk47J ;a 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。 ow+Dd[i yEUNkZ5^ 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。 >6[ X } .)@tXH=}+ 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。 ZE8/ m") Qyv'nx0= 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。 fAMD2C 8gbm "! 《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 *pTO|x{ Cj !i)-
上海讯技光电科技有限公司 2021年4月 =,d* {m~A N+s?ZE* 目 录 YNg\"XjJM< 1 入门指南 4 Oh/b?|imG 1.1 OptiBPM安装及说明 4 g{v5mly 1.2 OptiBPM简介 5 hD$p;LF 1.3 光波导介绍 8 C~KWH@ 1.4 快速入门 8 {yHB2=nI 2 创建一个简单的MMI耦合器 28 P~\a)Szy 2.1 定义MMI耦合器材料 28 Rnj Jg?I= 2.2 定义布局设置 29 [-E{}FL| 2.3 创建一个MMI耦合器 31 Im?= e 2.4 插入input plane 35 "y~muE:. 2.5 运行模拟 39 :otY;n - 2.6 在OptiBPM_Analyzer中查看模拟结果 43 -7k|6"EwM 3 创建一个单弯曲器件 44 9iGE`1N%E 3.1 定义一个单弯曲器件 44 M9Nk=s! 3 3.2 定义布局设置 45 }$Hs;4| 3.3 创建一个弧形波导 46 :kb1}Wu 3.4 插入入射面 49 ^Y{6;FJ 3.5 选择输出数据文件 53 h0F0d^W. 3.6 运行模拟 54 <+T\F; 3.7 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 57 nIyROhZ 4 创建一个MMI星形耦合器 60 OS4]Y 4.1 定义MMI星形耦合器的材料 60 29a_ZU7e6 4.2 定义布局设置 61 ~KAp\!, 4.3 创建一个MMI星形耦合器 61 QiTR-M2C! 4.4 插入输入面 62 s;B
j7] 4.5 运行模拟 63 I|KY+k> / 4.6 预览最大值 65 lL(p]!K' 4.7 绘制波导 69 I|g@W_ 4.8 指定输出波导的路径 69 ka5#<J7<p 4.9 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 71 ?kL|>1TY 4.10 添加输出波导并预览仿真结果 72 j-lSFTo 4.11 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 74 vzY'+9q1. 5 基于VB脚本进行波长扫描 75 mL:m;>JJ n 5.1 定义波导材料 75 ?G$Om 5.2 定义布局设置 76 KInUe(g<9M 5.3 创建波导 76 'Q:i&dTg 5.4 修改输入平面 77 V!T^wh; 5.5 指定波导的路径 78 3>-[B`dD( 5.6 运行模拟 79 !,cQ'*<W8- 5.7 在OptiBPM_Simulator中预览模拟结果 81 gYTyH. 5.8 应用VB脚本进行模拟 82 6=ZRn gQ 5.9 在OptiBPM_Analyzer中查看模拟结果 84 P0%N
Q1bn 6 应用VB脚本设计一个3dB的耦合器 88 8hTR*e!+ 6.1 定义3dB耦合器所需的材料 88 N]1V1c$G* 6.2 定义布局结构 89 yz[%MXI 6.3 绘制并定位波导 91 CfPXn0I 6.4 生成布局脚本 95 *Q bM*oH 6.5 插入和编辑输入面 97 {0is wq'J 6.6 运行模拟 98 b#D9eJhS 6.7 修改布局脚本 100 yGb a 6.8 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 102 ![*:.CW 7 应用预定义扩散过程 104 O&`U5w 7.1 创建一个由钛在铌酸锂中扩散所形成的线性波导 104 0LetsDN7I 7.2 定义布局设置 106
b8rp8'M) 7.3 设计波导 107 zP_ ] 7.4 设置模拟参数 108 't
+"k8 7.5 运行模拟 110 vuYO\u+ud 7.6 基于钛和镁在铌酸锂中的扩散,创建一个掩埋波导 111 8)L'rW{q# 7.7 将模板以新的名称进行保存 111 y,MPGW_ 7.8 添加一个新的轮廓 111 X AQGG> 7.9 创建上方的线性波导 112 2 dHM 8 各向异性BPM 115 ).pO2lLF4 8.1 定义材料 116 2>F\& 8.2 创建轮廓 117 }5Yj 8.3 定义布局设置 118 *:a'GC%/ 8.4 创建线性波导 120 TQ;
Z.)L 8.5 设置模拟参数 121 sW
}<zGYd 8.6 预览介电常数分量 122 hHcJN 8.7 创建输入面 123 *6:v}#b[ 8.8 运行各向异性BPM模拟 124 ?n)Xw)] 9 创建一个chip-to-fiber对接耦合器 127 s(Z(e % 9.1 定义chip-to-fiber对接耦合器的材料和波导 128 ):e+dt 9.2 定义布局设置 130 10mK}HT>4B 9.3 创建一个chip-to-fiber对接耦合器 130 ZTN(irK 9.4 编辑输入平面 132 {}V$`L8 9.5 设置模拟参数 134 BbFa=H. 9.6 运行模拟 135 r]v&t 10 电光调制器 138 9/#0?(K8 10.1 定义电解质材料 139 w#oGX 10.2 定义电极材料 140 Sa L"!uAk 10.3 定义轮廓 141 e|yX QTlvL 10.4 绘制波导 144 X4a^mw\" 10.5 绘制电极 147 Y=r!2u6r~ 10.6 静电模拟 149 y<TOqn 10.7 电光模拟 151 _}D%iJg# 11 折射率(RI)扫描 155 bG"HD?A_ 11.1 定义材料和通道 155 #,G1R7 11.2 定义布局设置 157 2d-{Q8Pi 11.3 绘制线性波导 160 tv0Ha A 11.4 插入输入面 160 ;(7-WnU8N 11.5 创建脚本 161 <$%ql'= 11.6 运行模拟 163 @<2d8ed 11.7 在OptiBPM_Analyzer中预览结果 163 ^o YPyk`9 12 应用用户自定义扩散轮廓 165 Pg`JQC| 12.1 定义材料 165 `ruNA>M 12.2 创建参考轮廓 166 mb&lCd^- 12.3 定义布局设置 166 5y]io
Jc9- 12.4 用户自定义轮廓 167 KF_ ?'X0= 12.5 根据参考轮廓检测用户自定义轮廓 170 vYdR ht\( 13 马赫-泽德干涉仪开关 172 JBz}|MD 13.1 定义材料 173 e&0K;yU 13.2 创建钛扩散轮廓 173 Z^+rQ.%n"& 13.3 定义晶圆 174 OOok hZd` 13.4 创建器件 175 )>\4ULR83 13.5 检查x-y切面的RI轮廓 177 l;OYUq~F 13.6 定义电极区域 178 w]nX?S8
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