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2024-02-23 11:26 |
《OptiBPM入门教程》
前 言 ZcTxE]Y [1I>Bc&o* 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。 5if4eitS ^8_`IT 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。 ?,dbrQ <"SDU_<xG 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。 UfE41el: MNy)= d&<P 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。 f87>ul!* "8pfLI 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。 (kECV8)2 Dv7/eRt 《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 gq$]jWtCD c|f)k:Q
上海讯技光电科技有限公司 2021年4月 1|4'3^3 8J&K_JC^ 目 录 "82<}D^; 1 入门指南 4 x]({Po4 1.1 OptiBPM安装及说明 4 c)N&}hFYC 1.2 OptiBPM简介 5 j( *;W}*^ 1.3 光波导介绍 8 i- Le& 1.4 快速入门 8 oB3,"zY 2 创建一个简单的MMI耦合器 28 T>"GH M 2.1 定义MMI耦合器材料 28 wH:'5+u:6 2.2 定义布局设置 29 mY+.(N7m 2.3 创建一个MMI耦合器 31 nN|zEw] 2.4 插入input plane 35 u>~G)lx% 2.5 运行模拟 39 &FQ]`g3_@ 2.6 在OptiBPM_Analyzer中查看模拟结果 43
8&AHu 3 创建一个单弯曲器件 44 hFC4CqBV 3.1 定义一个单弯曲器件 44 zTFfft< 3.2 定义布局设置 45 8[\(*E}d!X 3.3 创建一个弧形波导 46 0:W*_w0Ge 3.4 插入入射面 49 !Ua74C 3.5 选择输出数据文件 53 QOG
S`
fh 3.6 运行模拟 54 R:*I>cRs 3.7 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 57 Ga4Ru 4 创建一个MMI星形耦合器 60 fo"dX4%} 4.1 定义MMI星形耦合器的材料 60 5 =Os
sAr 4.2 定义布局设置 61 )N{Qpbh 4.3 创建一个MMI星形耦合器 61 l8n}&zX 4.4 插入输入面 62 &Wj
%`T{ 4.5 运行模拟 63 E6);\SJG} 4.6 预览最大值 65 O5PCR6U 4.7 绘制波导 69 t7VX W{3 4.8 指定输出波导的路径 69 w!NtN4> 4.9 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 71 T)o)%Yv 4.10 添加输出波导并预览仿真结果 72 cmQLkT"#K 4.11 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 74 oa:GGW4Q 5 基于VB脚本进行波长扫描 75 PVAs# ~ 5.1 定义波导材料 75 (7nWv43 5.2 定义布局设置 76 opz.kP[e, 5.3 创建波导 76 urT!?*g, 5.4 修改输入平面 77 ]Y|Y ? 5.5 指定波导的路径 78 A9lnQCsJ 5.6 运行模拟 79 )J/,-p 5.7 在OptiBPM_Simulator中预览模拟结果 81 JGaS`fKSk 5.8 应用VB脚本进行模拟 82 6&% c 5.9 在OptiBPM_Analyzer中查看模拟结果 84 e_6@oh2s- 6 应用VB脚本设计一个3dB的耦合器 88 &~
g||rq 6.1 定义3dB耦合器所需的材料 88 aHKv*-z- 6.2 定义布局结构 89 EP#3+BsH 6.3 绘制并定位波导 91 @] .Ko[P~ 6.4 生成布局脚本 95 u</21fz' 6.5 插入和编辑输入面 97 ;4nz'9+ 6.6 运行模拟 98 YQ>M&lnQ< 6.7 修改布局脚本 100 Aa*UV6(v 6.8 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 102 GXC:~$N 7 应用预定义扩散过程 104 qyMR0ai- 7.1 创建一个由钛在铌酸锂中扩散所形成的线性波导 104 |H&2[B"l 7.2 定义布局设置 106 _20nOg`o 7.3 设计波导 107 /H+j6*}r 7.4 设置模拟参数 108 zBWn*A[4 7.5 运行模拟 110 PTe8,cD> 7.6 基于钛和镁在铌酸锂中的扩散,创建一个掩埋波导 111 BH0@WG7F 7.7 将模板以新的名称进行保存 111 pg69mKZ$ 7.8 添加一个新的轮廓 111 `.+_}.m 7.9 创建上方的线性波导 112 Pj_2y)^? 8 各向异性BPM 115 %&bO+$H3 8.1 定义材料 116 ? 6B
n&qa 8.2 创建轮廓 117 l]whL1N3 8.3 定义布局设置 118 `[V]xP%V 8.4 创建线性波导 120 SP9_s7LL 8.5 设置模拟参数 121 * a xOen 8.6 预览介电常数分量 122 I%(`2rD8G 8.7 创建输入面 123 \H+/D &M 8.8 运行各向异性BPM模拟 124 = >)S\Dfi 9 创建一个chip-to-fiber对接耦合器 127 Y5fwmH,a- 9.1 定义chip-to-fiber对接耦合器的材料和波导 128 E1:{5F5/ 9.2 定义布局设置 130 $L>tV=' 9.3 创建一个chip-to-fiber对接耦合器 130 f.0~HnNg1 9.4 编辑输入平面 132 D0,U2d 9.5 设置模拟参数 134 IbQ3* 9.6 运行模拟 135 %-?HCjT 10 电光调制器 138 gW'aK>*c 10.1 定义电解质材料 139 l>)0OP] 10.2 定义电极材料 140 msS5"Qr 10.3 定义轮廓 141 g"|QI=&_J 10.4 绘制波导 144 uJ,>Y#
? 10.5 绘制电极 147 >6 [{\uPK 10.6 静电模拟 149 l)`bm/k]V 10.7 电光模拟 151 O-6848iCX 11 折射率(RI)扫描 155 P6*IR| 11.1 定义材料和通道 155 ]V J$;v'{[ 11.2 定义布局设置 157 zDY!0QZLF\ 11.3 绘制线性波导 160 G8OLx+!0e 11.4 插入输入面 160 ',nGH|K. 11.5 创建脚本 161 )r-t$ L 11.6 运行模拟 163 #
)-Kf 11.7 在OptiBPM_Analyzer中预览结果 163 !"B0z+O> 12 应用用户自定义扩散轮廓 165 U/&!F 12.1 定义材料 165 p= jD "lq 12.2 创建参考轮廓 166 &;5QB 12.3 定义布局设置 166 ~p<o":k+Lv 12.4 用户自定义轮廓 167 }X94M7+-> 12.5 根据参考轮廓检测用户自定义轮廓 170 r-'(_t~FT 13 马赫-泽德干涉仪开关 172 j?4k{?x 13.1 定义材料 173 A 1x?_S"a 13.2 创建钛扩散轮廓 173 roY oxF;\ 13.3 定义晶圆 174 !'(bwbd 13.4 创建器件 175 =7ul,
13.5 检查x-y切面的RI轮廓 177 j K?GB 13.6 定义电极区域 178 to9
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