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2024-02-23 11:26 |
《OptiBPM入门教程》
前 言 5?x>9Ca a^I\ /&aw' 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。 F'21jy& lgk.CC 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。 'd9INz. 8A})V8 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。 t7aefV&_, tVN 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。 EFM5,gB.m fumm<:<CLO 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。 1n;0?MIZ \XZ/v*d0
《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 <<][hQs 9dx/hFA
上海讯技光电科技有限公司 2021年4月 !2f[}.6+ YIG~MP 目 录 m+]K;}.}R 1 入门指南 4 NXrJfp 1.1 OptiBPM安装及说明 4 3EPv"f^V 1.2 OptiBPM简介 5 a.k.n< 1.3 光波导介绍 8 X}Ai-D 1.4 快速入门 8 rX2.i7i, 2 创建一个简单的MMI耦合器 28 Q' {ML4 2.1 定义MMI耦合器材料 28 GjvOM y 2.2 定义布局设置 29 0x@6^%^\ 2.3 创建一个MMI耦合器 31 *nkoPVpC 2.4 插入input plane 35 at,XB.}Z] 2.5 运行模拟 39 <Zmg# 2.6 在OptiBPM_Analyzer中查看模拟结果 43 v dc\R? 3 创建一个单弯曲器件 44 hcsP2
0s 3.1 定义一个单弯曲器件 44 rlOAo`hd 3.2 定义布局设置 45 -cAo@}v 3.3 创建一个弧形波导 46 YJT&{jYi 3.4 插入入射面 49 \@c,3 3.5 选择输出数据文件 53 2K/4Rf0; 3.6 运行模拟 54 .YAT:;L 3.7 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 57 #lL^?|M 4 创建一个MMI星形耦合器 60 @@Kp67Iv 4.1 定义MMI星形耦合器的材料 60 3YOq2pW72G 4.2 定义布局设置 61 X^wt3<Kbf 4.3 创建一个MMI星形耦合器 61 65JF`] 4.4 插入输入面 62 y51e%n$ 4.5 运行模拟 63 \ C+~m 4.6 预览最大值 65 p>v$FiV2N 4.7 绘制波导 69 yEqps3% 4.8 指定输出波导的路径 69
dy%;W% 4.9 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 71 |\pj;XU 4.10 添加输出波导并预览仿真结果 72 <lPm1/8 4.11 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 74 Bq%Jh 5 基于VB脚本进行波长扫描 75 [}E='m}u9+ 5.1 定义波导材料 75 U]H#MiC! 5.2 定义布局设置 76 hF~n)oQ 5.3 创建波导 76 P~ >OS5^ 5.4 修改输入平面 77 nS }<-s 5.5 指定波导的路径 78 gwuI-d^ 5.6 运行模拟 79 _Xe>V0 5.7 在OptiBPM_Simulator中预览模拟结果 81 5H<m$K4z 5.8 应用VB脚本进行模拟 82 hd%Fnykq 5.9 在OptiBPM_Analyzer中查看模拟结果 84 -P$PAg5"2 6 应用VB脚本设计一个3dB的耦合器 88 @zW]2 c 6.1 定义3dB耦合器所需的材料 88 aFX=C>M 6.2 定义布局结构 89 ZB=
E}]v6 6.3 绘制并定位波导 91 &
p 6.4 生成布局脚本 95 itt3.:y 6.5 插入和编辑输入面 97 ;#W2|'HD 6.6 运行模拟 98 5IGX5x 6.7 修改布局脚本 100 e:DCej^z 6.8 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 102 @e.C"@G 7 应用预定义扩散过程 104 vtg!8u4 7.1 创建一个由钛在铌酸锂中扩散所形成的线性波导 104 we//|fA< 7.2 定义布局设置 106 =
SMXDaH 7.3 设计波导 107 y@S$^jk. 7.4 设置模拟参数 108 !Iy_UfW 7.5 运行模拟 110 *SJ_z(CZm 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>.\ 7.7 将模板以新的名称进行保存 111 _}Ac n$ 7.8 添加一个新的轮廓 111 @1roe
G 7.9 创建上方的线性波导 112 x)DMPVB< 8 各向异性BPM 115 nfbR
P t 8.1 定义材料 116 )hsgC'H{~] 8.2 创建轮廓 117 L\J;J%fz. 8.3 定义布局设置 118 < `=j^LU 8.4 创建线性波导 120 I3L<[-ZE 8.5 设置模拟参数 121 ~w+c8c8pW 8.6 预览介电常数分量 122 /l~p=PK 8.7 创建输入面 123 y%cP1y) 8.8 运行各向异性BPM模拟 124 Z"xvh81P 9 创建一个chip-to-fiber对接耦合器 127 reu*53r] 9.1 定义chip-to-fiber对接耦合器的材料和波导 128 ?(1y 9.2 定义布局设置 130 76{G'}B 9.3 创建一个chip-to-fiber对接耦合器 130 tCH!my_ 9.4 编辑输入平面 132 F0TB<1 9.5 设置模拟参数 134 W:2( .? 9.6 运行模拟 135 6@5+m
0`u3 10 电光调制器 138 `Y$4 H,8L 10.1 定义电解质材料 139 N#_H6TfMG 10.2 定义电极材料 140 (mpNcOY<D 10.3 定义轮廓 141 $bR~+C 10.4 绘制波导 144 Rr]Hy^w 10.5 绘制电极 147 By!o3}~g 10.6 静电模拟 149 Czu9o;xr 10.7 电光模拟 151 H/
HMm{4 11 折射率(RI)扫描 155 ~TD0zAA& 11.1 定义材料和通道 155 S9y} 11.2 定义布局设置 157 K;G~V\ 11.3 绘制线性波导 160 %J?xRv! 11.4 插入输入面 160 r#p9x[f<Y 11.5 创建脚本 161 QA`sx 11.6 运行模拟 163 -GrE}L 11.7 在OptiBPM_Analyzer中预览结果 163 j</: WRA`] 12 应用用户自定义扩散轮廓 165 .|70; 12.1 定义材料 165 =8.
,43+ 12.2 创建参考轮廓 166 T.BW H2gRP 12.3 定义布局设置 166 ![=yi
tB 12.4 用户自定义轮廓 167 *])
`z8Ox 12.5 根据参考轮廓检测用户自定义轮廓 170 pz*3N 13 马赫-泽德干涉仪开关 172 jV1.Yz(` 13.1 定义材料 173 b]#AI
qt 13.2 创建钛扩散轮廓 173 \ ~$#1D1f 13.3 定义晶圆 174 8Fu(Ft^9 13.4 创建器件 175 |/{=ww8| 13.5 检查x-y切面的RI轮廓 177 g8% &RG 13.6 定义电极区域 178 ;N0XFjdR
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