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infotek 2024-02-23 11:27

《OptiBPM入门教程》

前  言 S8l+WF4q  
2_Z6 0]  
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。 p(Mv^ea  
VbjW$?  
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。 :|Cf$2k7  
vNIQc "\-  
通过OptiBPM,科研人员可以同时观察近场分布(包含幅度、相位等),检测辐射以及方向场(Guided Field)。OptiBPM能够提升科研人员在波导器件设计的效率,减小风险并降低整体研发产品成本。 g=Lt 2UIJ  
Qs a2iw{  
本书详细描述了各类光波导模型的创建以及分析方法,旨在帮助OptiBPM软件初学者快速学会常用的软件功能。本书主要参考OptiWave公司发布的案例以及相关操作手册翻译整理而成。 <>TBM^  
_[W=1bGJ  
本书第一章主要介绍了软件的安装方法以及软件的开发背景,第二~十三章,分别描述了如何创建以及分析常见的波导类器件,如MMI耦合器、MMI星形耦合器、3dB耦合器、电光调制器、Chip-to-Fiber对接耦合器、马赫泽德干涉仪等,并包含了创建各类波导的方法和分析方法,如参数扫描,脚本自定义等。第十四章主要描述了如何将OptiBPM设计的元器件,导入到OptiSystem(一款光通信系统模拟仿真软件)中做联合仿真,可以查看此元器件在光通信系统中的具体行为。 Wj&s5;2a  
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《OptiBPM入门指南》,是由上海讯技光电工程师翻译整理而来,译者希望本书能够对OptiBPM的使用者有所帮助,通过学习后能够较好的掌握OptiBPM软件的基本使用方法。由于译者水平有限,书中错误纰漏之处在所难免,敬请同行读者批评和指正 K9R[ oB]b  
i{2KMa{K  
上海讯技光电科技有限公司
2021年4月 3-'|hb  
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目 录
_PF><ODX2  
1 入门指南 4 6c:$[owC  
1.1 OptiBPM安装及说明 4 X9R-GT  
1.2 OptiBPM简介 5 gE1".qC  
1.3 光波导介绍 8 kVY@q&p  
1.4 快速入门 8 .JE7vPv%!  
2 创建一个简单的MMI耦合器 28 JLhp25{x  
2.1 定义MMI耦合器材料 28 ]+AI:  
2.2 定义布局设置 29 >qCT#TY  
2.3 创建一个MMI耦合器 31 SDkN  
2.4 插入input plane 35 @OpcS>:R  
2.5 运行模拟 39 dU,/!|.K  
2.6 在OptiBPM_Analyzer中查看模拟结果 43 l< Y x  
3 创建一个单弯曲器件 44 4J  s>yP  
3.1 定义一个单弯曲器件 44 ag6S"IXh  
3.2 定义布局设置 45 S<TfvQ\,"@  
3.3 创建一个弧形波导 46 3; A1[E6K  
3.4 插入入射面 49 e042`&9=Ic  
3.5 选择输出数据文件 53 IX}l)t[:(  
3.6 运行模拟 54 E] [DVY  
3.7 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 57 ,Gfnf%H\8>  
4 创建一个MMI星形耦合器 60 x {rt\OT  
4.1 定义MMI星形耦合器的材料 60 X*T9`]l6  
4.2 定义布局设置 61 k(MQ:9'|  
4.3 创建一个MMI星形耦合器 61 +=R:n^r^,  
4.4 插入输入面 62 aD4ln]sFxG  
4.5 运行模拟 63 SNQ+ XtoO  
4.6 预览最大值 65 %UmE=V  
4.7 绘制波导 69 q9OIw1xQr*  
4.8 指定输出波导的路径 69 |^ qW   
4.9 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 71 G 6][@q  
4.10 添加输出波导并预览仿真结果 72 hm& ~6rB  
4.11 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 74 t/3veDh@  
5 基于VB脚本进行波长扫描 75 7 ir T6O<.  
5.1 定义波导材料 75 _u>+H#  
5.2 定义布局设置 76 f:TW<  
5.3 创建波导 76 m>iuy:ti  
5.4 修改输入平面 77 _?{2{^v  
5.5 指定波导的路径 78 VAq:q8(K  
5.6 运行模拟 79 Ct B> s7  
5.7 在OptiBPM_Simulator中预览模拟结果 81 !o`al` q'  
5.8 应用VB脚本进行模拟 82 [\VzI\vb  
5.9 在OptiBPM_Analyzer中查看模拟结果 84 k=LY 6  
6 应用VB脚本设计一个3dB的耦合器 88 '!_o`t@  
6.1 定义3dB耦合器所需的材料 88 9`xq3EL2T  
6.2 定义布局结构 89 2]@U$E='s  
6.3 绘制并定位波导 91 n1H*][CK  
6.4 生成布局脚本 95 o*<(,I%  
6.5 插入和编辑输入面 97 @FQ@* XD  
6.6 运行模拟 98 9U+^8,5  
6.7 修改布局脚本 100 *@O;IiSE  
6.8 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 102 ]Y3ALQr!  
7 应用预定义扩散过程 104 u", [ulP  
7.1 创建一个由钛在铌酸锂中扩散所形成的线性波导 104 }RD,JgmV  
7.2 定义布局设置 106 }\1V;T  
7.3 设计波导 107 pD){K  
7.4 设置模拟参数 108 lY6U$*9c  
7.5 运行模拟 110 m8FKr/Z-  
7.6 基于钛和镁在铌酸锂中的扩散,创建一个掩埋波导 111 KVK@Snn   
7.7 将模板以新的名称进行保存 111 FCg,p2  
7.8 添加一个新的轮廓 111 y_\d[  
7.9 创建上方的线性波导 112 +ux,cx.U"  
8 各向异性BPM 115 2hquE_1S[w  
8.1 定义材料 116 *{XbC\j  
8.2 创建轮廓 117 poM VB{U  
8.3 定义布局设置 118 U7{, *  
8.4 创建线性波导 120 5^%FEZ&Sp  
8.5 设置模拟参数 121 Orz Dr  
8.6 预览介电常数分量 122 \wTW hr0  
8.7 创建输入面 123 C<{k[!N%zm  
8.8 运行各向异性BPM模拟 124 HIF.;ImG^  
9 创建一个chip-to-fiber对接耦合器 127 ~x824xW  
9.1 定义chip-to-fiber对接耦合器的材料和波导 128 Zu5`-[mw  
9.2 定义布局设置 130 UA{A G;  
9.3 创建一个chip-to-fiber对接耦合器 130 uHy^ Bq  
9.4 编辑输入平面 132 CnJO]0Op3  
9.5 设置模拟参数 134 ).k=[@@V  
9.6 运行模拟 135 lx%<oC+M  
10 电光调制器 138 H=B8'N  
10.1 定义电解质材料 139 ;hRo} +\l  
10.2 定义电极材料 140 1 ,Y-_e)  
10.3 定义轮廓 141 L> cTI2NB.  
10.4 绘制波导 144 !sUo+Y  
10.5 绘制电极 147 2LXy$[)7  
10.6 静电模拟 149 [0  3Aej  
10.7 电光模拟 151 `^RpT]S  
11 折射率(RI)扫描 155 )bqO}_B  
11.1 定义材料和通道 155 =EFF2M`F  
11.2 定义布局设置 157 e;,D!  
11.3 绘制线性波导 160 `NrxoU=  
11.4 插入输入面 160 j:rGFd  
11.5 创建脚本 161 |[C3_'X  
11.6 运行模拟 163 {5:y,=Y  
11.7 在OptiBPM_Analyzer中预览结果 163 @ 3FTf"#Y  
12 应用用户自定义扩散轮廓 165 *V5R[   
12.1 定义材料 165 4h?[NOA"  
12.2 创建参考轮廓 166 i{xgygp6f  
12.3 定义布局设置 166 |6$6Za]:  
12.4 用户自定义轮廓 167 `5Q0U%`W  
12.5 根据参考轮廓检测用户自定义轮廓 170 &Zd! |u  
13 马赫-泽德干涉仪开关 172 K`D>G<  
13.1 定义材料 173 Wcw$ Zv  
13.2 创建钛扩散轮廓 173 `9%@{Ryo  
13.3 定义晶圆 174 Yaht<Hy  
13.4 创建器件 175 9tWu>keu  
13.5 检查x-y切面的RI轮廓 177 "\Z.YZUa\  
13.6 定义电极区域 178 R Mrh@9g  
13.7 定义输入平面和模拟参数 182 Z_Hc":4i  
13.8 运行模拟 182 |I6\_K.=L  
13.9 创建脚本 184 t*~V]wZ  
14 应用OptiBPM和OptiSystem进行光集成电路模拟-散射数据导出 186 qf7 lQovK  
14.1 理论背景 186 vEk jd#  
14.2 波导Vertical Offset位置设置 189 &+Xj%x.]  
14.3 生成脚本数据 190 {|bf`  
14.4 导出散射数据 193 "}Vow^vb  
14.5 创建臂 194 rOEk%kJ  
14.6 在OptiSystem内加载*.s文件 197 |-%[Z  
14.7 加载两个臂的文件 200 z`y!C3w<  
14.8 在OptiSystem内完成布局 201 =Z2Cg{z  
14.9 连接元件 202 ?V3e;n  
14.10 运行模拟 203 ??Q'| r  
14.11 创建图以查看结果 204 iG^o@*}a  
有兴趣可以扫码加微咨询[attachment=126398] t3 2 FNg  
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