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2024-02-23 11:27 |
《OptiBPM入门教程》
前 言 n<GTc{>Z uWtj?Q+M| 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。 #N?VbDK9_ xF/u('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。 ?M<q95pL _l{`lQ} 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}Q* bfE4.YF 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。 '<Fr}Cn qKSS 2f $ 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。 I_dO*k%l 5YZh e4R 《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 AGWs> m@,u&9K
上海讯技光电科技有限公司 2021年4月 wr) \GJ#> {^z>uRZ3 目 录 cF2!By3M 1 入门指南 4 >bLhCgF:" 1.1 OptiBPM安装及说明 4 M ^89]woC 1.2 OptiBPM简介 5 &1 BACKu 1.3 光波导介绍 8 nT:F{2 M; 1.4 快速入门 8 *^+]`S 2 创建一个简单的MMI耦合器 28 I2&R+~ktR 2.1 定义MMI耦合器材料 28 >z"\l
2.2 定义布局设置 29 0XSMby?t` 2.3 创建一个MMI耦合器 31 Jyz*W!kI 2.4 插入input plane 35 X-_ $jKfM 2.5 运行模拟 39 @'~7O4WH 2.6 在OptiBPM_Analyzer中查看模拟结果 43
A)5;ae 3 创建一个单弯曲器件 44 p0|PVn.^h 3.1 定义一个单弯曲器件 44 kgv29j?k; 3.2 定义布局设置 45 )w_hbU_Pb& 3.3 创建一个弧形波导 46 p=d,kY 3.4 插入入射面 49 KHTR oXt 3.5 选择输出数据文件 53 o..iT:f;n 3.6 运行模拟 54 d5YL=o 3.7 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 57 {hH8+4c7 4 创建一个MMI星形耦合器 60 nK8IW3fX9) 4.1 定义MMI星形耦合器的材料 60 sJ>JHv 4.2 定义布局设置 61 '44I}[cA/ 4.3 创建一个MMI星形耦合器 61 ?^by3\,VZ 4.4 插入输入面 62 @UK%l
:L 4.5 运行模拟 63 ]=%oBxWAP 4.6 预览最大值 65 _g]h \3 4.7 绘制波导 69 =j!nt8]8 4.8 指定输出波导的路径 69 )F\^-laMuK 4.9 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 71 qy( kb(J 4.10 添加输出波导并预览仿真结果 72 ) >H11o{& 4.11 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 74 5L 0w!q'W 5 基于VB脚本进行波长扫描 75 Njmb{L]Cps 5.1 定义波导材料 75 wZs jbNf`K 5.2 定义布局设置 76 aJzyEb 5.3 创建波导 76 }? :T*CJ 5.4 修改输入平面 77 f{w[H S,z 5.5 指定波导的路径 78
(RBB0CE 5.6 运行模拟 79 fAT+x1J\ 5.7 在OptiBPM_Simulator中预览模拟结果 81 V2B:
DIpr 5.8 应用VB脚本进行模拟 82 i$g6C 5.9 在OptiBPM_Analyzer中查看模拟结果 84 c?%}J\<n 6 应用VB脚本设计一个3dB的耦合器 88 VD90JU]X< 6.1 定义3dB耦合器所需的材料 88 %%{f-\-7Ig 6.2 定义布局结构 89 A5IW[Gu! 6.3 绘制并定位波导 91 _x]q`[Dih 6.4 生成布局脚本 95 !E~czC\p6 6.5 插入和编辑输入面 97 W5(.Hub} 6.6 运行模拟 98 tL\L4>^7T 6.7 修改布局脚本 100 *s%M!YM 6.8 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 102 b\Mb6s 7 应用预定义扩散过程 104 Ewa/6=]LA 7.1 创建一个由钛在铌酸锂中扩散所形成的线性波导 104 {wptOZ
7.2 定义布局设置 106
D}/nE>* 7.3 设计波导 107 e8U6D+jY 7.4 设置模拟参数 108 hr?0RPp} 7.5 运行模拟 110 jyFKO[s\X 7.6 基于钛和镁在铌酸锂中的扩散,创建一个掩埋波导 111 GDwijZw 7.7 将模板以新的名称进行保存 111 CPLsSv5 7.8 添加一个新的轮廓 111 _}l7f 7.9 创建上方的线性波导 112 Z!z#+G 8 各向异性BPM 115 z]R% A:6K 8.1 定义材料 116 0[92&:c, 8.2 创建轮廓 117 ZJOO*S 8.3 定义布局设置 118 O6b.oS'- 8.4 创建线性波导 120 t]XF*fZH 8.5 设置模拟参数 121 Vy+kq_9 8.6 预览介电常数分量 122 N 8pzs" 8.7 创建输入面 123 ;tWi4iT+. 8.8 运行各向异性BPM模拟 124 vPET'Bf(YV 9 创建一个chip-to-fiber对接耦合器 127 ;BW-ag \9 9.1 定义chip-to-fiber对接耦合器的材料和波导 128 dG%{&W9
9.2 定义布局设置 130 ?Vc/mO2X 9.3 创建一个chip-to-fiber对接耦合器 130 qFwAzW;" 9.4 编辑输入平面 132 )
B[S4K2 9.5 设置模拟参数 134 &&TAX 9.6 运行模拟 135 }3S6TJ+ 10 电光调制器 138 b/&{:g!B 10.1 定义电解质材料 139 [w}KjV/yi 10.2 定义电极材料 140 xX\A&9m 10.3 定义轮廓 141 S!g0J}.z 10.4 绘制波导 144
I8XU
' 10.5 绘制电极 147 ^dRgYi"(A 10.6 静电模拟 149 7KZ>x*o 10.7 电光模拟 151 AxiCpAS;J 11 折射率(RI)扫描 155 mO@Sl(9 11.1 定义材料和通道 155 SAUG+{Uq 11.2 定义布局设置 157 F=V_ACU 11.3 绘制线性波导 160 P+(Ys[J3 11.4 插入输入面 160 %VGQ{: 11.5 创建脚本 161 Z]k+dJ[- 11.6 运行模拟 163 2-DJ3OL]k 11.7 在OptiBPM_Analyzer中预览结果 163 =f=,YcRn+ 12 应用用户自定义扩散轮廓 165 K~jN"ev 12.1 定义材料 165 csms8J 12.2 创建参考轮廓 166 giu8EjzK 12.3 定义布局设置 166 kg()C%#u
12.4 用户自定义轮廓 167 V6tUijz 12.5 根据参考轮廓检测用户自定义轮廓 170 =>Dw,+" 13 马赫-泽德干涉仪开关 172 xwZ7I 13.1 定义材料 173 g?e-D.pSF 13.2 创建钛扩散轮廓 173 RRJN@|" 13.3 定义晶圆 174 ka[%p, H 13.4 创建器件 175 j WerX -$ 13.5 检查x-y切面的RI轮廓 177 \++#adN:K 13.6 定义电极区域 178 ul ag$ge 13.7 定义输入平面和模拟参数 182 gpe-)hD@R 13.8 运行模拟 182 R\>=}7 13.9 创建脚本 184 @+^5ze\ 14 应用OptiBPM和OptiSystem进行光集成电路模拟-散射数据导出 186 Jkub|w#QH 14.1 理论背景 186 O<`\9 14.2 波导Vertical Offset位置设置 189 YhJ*(oWL 14.3 生成脚本数据 190
QTuj v<| 14.4 导出散射数据 193 mc}r15:< 14.5 创建臂 194 TF;}NQ 14.6 在OptiSystem内加载*.s文件 197 q)KLf\ 14.7 加载两个臂的文件 200 m/>z}d05h 14.8 在OptiSystem内完成布局 201 2F fwct: 14.9 连接元件 202 gj<Y+Dv> 14.10 运行模拟 203 7Jvb6V<R 14.11 创建图以查看结果 204 8CN0Q&| 有兴趣可以扫码加微咨询[attachment=126398] ^f bw0 r d4\N2- 6 h?2 :'Vu]
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