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2024-02-23 11:26 |
《OptiBPM入门教程》
前 言 dE8f?L' eWqS]cM# 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。 fwt+$`n /ZiMD;4@y OptiBPM是基于光束传输算法(BPM-矢量BPM、半矢量BPM以及标量BPM)来模拟光通过任意波导介质(各向同性与各向异性)。并可使用合适的数值方法,如Crank-Nicholson方法和Scheme Parameter以及ADI,来进行计算,计算过程中可以使用合适的边界条件,如TBC和PML边界条件,以完成整个波导结构的仿真和分析,获得任意位置处的电磁场分布。 gWHY7rv h:bx0:O" 通过OptiBPM,科研人员可以同时观察近场分布(包含幅度、相位等),检测辐射以及方向场(Guided Field)。OptiBPM能够提升科研人员在波导器件设计的效率,减小风险并降低整体研发产品成本。 ?&0CEfa? G h+;Vrx 本书详细描述了各类光波导模型的创建以及分析方法,旨在帮助OptiBPM软件初学者快速学会常用的软件功能。本书主要参考OptiWave公司发布的案例以及相关操作手册翻译整理而成。 ^?fsJ yI8O# 本书第一章主要介绍了软件的安装方法以及软件的开发背景,第二~十三章,分别描述了如何创建以及分析常见的波导类器件,如MMI耦合器、MMI星形耦合器、3dB耦合器、电光调制器、Chip-to-Fiber对接耦合器、马赫泽德干涉仪等,并包含了创建各类波导的方法和分析方法,如参数扫描,脚本自定义等。第十四章主要描述了如何将OptiBPM设计的元器件,导入到OptiSystem(一款光通信系统模拟仿真软件)中做联合仿真,可以查看此元器件在光通信系统中的具体行为。 vVtkB$]L ,9G'1%z, 《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 Ydsnu 4'D^>z!c
上海讯技光电科技有限公司 2021年4月 5(#z)T Lfx a^0 目 录 HAE$Np|>a 1 入门指南 4 GjEV]hqR 1.1 OptiBPM安装及说明 4 *H/)S 5 1.2 OptiBPM简介 5 Uot(3p!S6 1.3 光波导介绍 8 ?W ^`Fa)]o 1.4 快速入门 8 gAvNm[=wD2 2 创建一个简单的MMI耦合器 28 4?@5JpC9VA 2.1 定义MMI耦合器材料 28 ([$KXfAi]h 2.2 定义布局设置 29 w$$pTk|&n 2.3 创建一个MMI耦合器 31 Vfd_nD^8oZ 2.4 插入input plane 35 SLP$|E; 2.5 运行模拟 39 9*j"@Rm 2.6 在OptiBPM_Analyzer中查看模拟结果 43 Yw=@*CK' 3 创建一个单弯曲器件 44 RoHX0
3.1 定义一个单弯曲器件 44 sifjmNP 3.2 定义布局设置 45 dW/(#KP/+ 3.3 创建一个弧形波导 46 =S54p(> 3.4 插入入射面 49 xs6!NY 3.5 选择输出数据文件 53 Se??E+aX 3.6 运行模拟 54 )LG!"~qiz 3.7 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 57 Jyd[Sc) 4 创建一个MMI星形耦合器 60 d>J
+7ex+ 4.1 定义MMI星形耦合器的材料 60 eYRd#w 4.2 定义布局设置 61 uUaDesz~= 4.3 创建一个MMI星形耦合器 61 68~]_r.a 4.4 插入输入面 62 'GW~~UhdW 4.5 运行模拟 63 #lFsgb 4.6 预览最大值 65 O:V.;q2]U 4.7 绘制波导 69 F'<XB~&o 4.8 指定输出波导的路径 69 4Vj]bm 4.9 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 71 } 5"Rj< 4.10 添加输出波导并预览仿真结果 72 cPL6(&7 4.11 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 74 p&XuNk 5 基于VB脚本进行波长扫描 75 sFfargl 5.1 定义波导材料 75 1N]-WCxQ 5.2 定义布局设置 76 G?s;L NR 5.3 创建波导 76 pTQ7woj} 5.4 修改输入平面 77 9@h-q(-
5.5 指定波导的路径 78 sAX4giaLD 5.6 运行模拟 79 (Gzq 1+B 5.7 在OptiBPM_Simulator中预览模拟结果 81 *Q [%r 5.8 应用VB脚本进行模拟 82 B_c-@kl 5.9 在OptiBPM_Analyzer中查看模拟结果 84 (F R 6 应用VB脚本设计一个3dB的耦合器 88 g$=']A?W_ 6.1 定义3dB耦合器所需的材料 88 H-&
ktQWK3 6.2 定义布局结构 89 *bcemH8f 6.3 绘制并定位波导 91 7'.6/U 6.4 生成布局脚本 95 Ov:U3P?% 6.5 插入和编辑输入面 97 tPJU,e) 6.6 运行模拟 98 eZpi+BRS6 6.7 修改布局脚本 100 #B$_ily) 6.8 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 102 QSYKYgxC 7 应用预定义扩散过程 104 @MH/efW. 7.1 创建一个由钛在铌酸锂中扩散所形成的线性波导 104 oXwcil 7.2 定义布局设置 106 kzKQ5i $G 7.3 设计波导 107 !q+
%]k?x 7.4 设置模拟参数 108 O,&p"K&Z 7.5 运行模拟 110 <UwA5X`0e. 7.6 基于钛和镁在铌酸锂中的扩散,创建一个掩埋波导 111 rt! lc-g%/ 7.7 将模板以新的名称进行保存 111 [HRP&jr 7.8 添加一个新的轮廓 111 yrMakT = 7.9 创建上方的线性波导 112 Qz A)HDQ 8 各向异性BPM 115 Gnqun% 8.1 定义材料 116 hG/Z65`& 8.2 创建轮廓 117 fJ-8$w\uL 8.3 定义布局设置 118 FbPoyh 8.4 创建线性波导 120 P-N+ 8.5 设置模拟参数 121 oH
[-fF 8.6 预览介电常数分量 122 W<H^V"^ 8.7 创建输入面 123 rYA4(rYq 8.8 运行各向异性BPM模拟 124 sgeME^ v 9 创建一个chip-to-fiber对接耦合器 127 Q0_|?]v 9.1 定义chip-to-fiber对接耦合器的材料和波导 128 K@=_&A! 9.2 定义布局设置 130 `{@?O%UB 9.3 创建一个chip-to-fiber对接耦合器 130 ])T_&% 9.4 编辑输入平面 132 4[LzjC 9.5 设置模拟参数 134 'l'[U 9.6 运行模拟 135 p~u11rH 10 电光调制器 138 ~gbq^ 10.1 定义电解质材料 139 @ GzN0yXhR 10.2 定义电极材料 140 ~Ywt o 10.3 定义轮廓 141 KA{Y*m^7 10.4 绘制波导 144 6n.C!,Zmn 10.5 绘制电极 147 DO=zxdTI! 10.6 静电模拟 149 S$fCO$bU 10.7 电光模拟 151 CbRl/ 68HY 11 折射率(RI)扫描 155 (AgM7H0 11.1 定义材料和通道 155 |(1z ?Spbe 11.2 定义布局设置 157 Kd,7x'h`E 11.3 绘制线性波导 160 ^,Y#_$oR 11.4 插入输入面 160 sJ/?R: 11.5 创建脚本 161 a@WSIcX*W 11.6 运行模拟 163 ?IV3"\5 11.7 在OptiBPM_Analyzer中预览结果 163 {-Y% wM8<i 12 应用用户自定义扩散轮廓 165 GCPSe A~cx 12.1 定义材料 165 j'JNQo;q 12.2 创建参考轮廓 166 E%C02sI 12.3 定义布局设置 166 hAp<$7 12.4 用户自定义轮廓 167 ng[ZM); 12.5 根据参考轮廓检测用户自定义轮廓 170 {oN7I'> 13 马赫-泽德干涉仪开关 172 -^LEGKN 13.1 定义材料 173 b]U%|bp 13.2 创建钛扩散轮廓 173 +3D3[.n 13.3 定义晶圆 174 lGr(GHn 13.4 创建器件 175 p}
}=li> 13.5 检查x-y切面的RI轮廓 177 ra k@oW] 13.6 定义电极区域 178 gG.b=DvzY
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