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2024-02-23 11:27 |
《OptiBPM入门教程》
前 言 <KJ18/ 7\jH?Zi 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。 o2%"Luf< 654PW9{( 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。 ujwI4oj"c :Z&ipd!yY 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。 c5Offnq'1 '"I"D9;9 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。 B{zIW'Ld z?V > ST 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。 M?]ObIM:5
f0:) 《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 O 89BN6p !hJ%{.
上海讯技光电科技有限公司 2021年4月 j^LnHVHk1 6W3}6p 目 录 3fBq~ Q 1 入门指南 4 7O"T`> 1.1 OptiBPM安装及说明 4 _Hkc<j/e~ 1.2 OptiBPM简介 5 lJq
%me;4m 1.3 光波导介绍 8 -[+FVvS 1.4 快速入门 8 W/J3sAYv 2 创建一个简单的MMI耦合器 28 $|AvT;4 2.1 定义MMI耦合器材料 28 Ih"f98lV 2.2 定义布局设置 29 CuDU~)` 2.3 创建一个MMI耦合器 31 M8
++JI 2.4 插入input plane 35 a)}?rzT] 2.5 运行模拟 39 *6k
(xL 2.6 在OptiBPM_Analyzer中查看模拟结果 43 >2N`l 3 创建一个单弯曲器件 44 {%~Sbcq4F 3.1 定义一个单弯曲器件 44 S,J'Z:spf 3.2 定义布局设置 45 3`-[95w 3.3 创建一个弧形波导 46 y5l4H8{h} 3.4 插入入射面 49 k%c ?$n" 3.5 选择输出数据文件 53 `SOaQ|H
3.6 运行模拟 54 ZP?](RV>xg 3.7 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 57 qB"y'UW8 4 创建一个MMI星形耦合器 60 GY0<\- 4.1 定义MMI星形耦合器的材料 60 b/E1v,/< 4.2 定义布局设置 61 #bf^Pq'8 4.3 创建一个MMI星形耦合器 61 a!wPBJJ 4.4 插入输入面 62 K@W~ 4.5 运行模拟 63 q-p4k`] 4.6 预览最大值 65 e3',? 5j 4.7 绘制波导 69 C%G-Ye|@ 4.8 指定输出波导的路径 69 'L= g( 4.9 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 71 mnG\UK,k 4.10 添加输出波导并预览仿真结果 72 92eS*x2@ 4.11 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 74 |h8C}P&Z 5 基于VB脚本进行波长扫描 75 [gD02a:u 5.1 定义波导材料 75 -cJ(iz9! 5.2 定义布局设置 76 "PnYa)?1 5.3 创建波导 76 R%SsHu"> 5.4 修改输入平面 77 LvE|K&R| 5.5 指定波导的路径 78 '(I"54W 5.6 运行模拟 79 {}vW= 5.7 在OptiBPM_Simulator中预览模拟结果 81 FL0[V, 5.8 应用VB脚本进行模拟 82 ^Fy)
oWS 5.9 在OptiBPM_Analyzer中查看模拟结果 84 8={(Vf6 6 应用VB脚本设计一个3dB的耦合器 88 trM8p 6.1 定义3dB耦合器所需的材料 88 : 8(~{<R 6.2 定义布局结构 89 _d)w, ;m# 6.3 绘制并定位波导 91 9O P
d'f 6.4 生成布局脚本 95 Mm|HA@W^ 6.5 插入和编辑输入面 97 YIt:_][* 6.6 运行模拟 98 dzggl( 6.7 修改布局脚本 100 @v@'8E Q 6.8 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 102 ,O $F`0>9A 7 应用预定义扩散过程 104 u=k\]W- 7.1 创建一个由钛在铌酸锂中扩散所形成的线性波导 104 E70 7.2 定义布局设置 106 $Pl>T09d 7.3 设计波导 107 CSwNsFDR% 7.4 设置模拟参数 108 7ug mZO}lL 7.5 运行模拟 110 1rTA0+h 7.6 基于钛和镁在铌酸锂中的扩散,创建一个掩埋波导 111 ?9 2+(s 7.7 将模板以新的名称进行保存 111 Koahd= 7.8 添加一个新的轮廓 111 !|,=rM9x 7.9 创建上方的线性波导 112 ~r&Q\G 8 各向异性BPM 115 Pbd#Fu; 8.1 定义材料 116 ]Cbht\Ag" 8.2 创建轮廓 117 X[grVe 8.3 定义布局设置 118 rTW1'@E 8.4 创建线性波导 120 kMN z5P 8.5 设置模拟参数 121 fJC)>doM 8.6 预览介电常数分量 122 I-&/]<5y 8.7 创建输入面 123 v;jrAND 8.8 运行各向异性BPM模拟 124 hq(3%- 7& 9 创建一个chip-to-fiber对接耦合器 127 li,kW`j+t 9.1 定义chip-to-fiber对接耦合器的材料和波导 128 ~d){7OG 9.2 定义布局设置 130 (|h<{ -L 9.3 创建一个chip-to-fiber对接耦合器 130 32YE% 9.4 编辑输入平面 132 ?jz{fU 9.5 设置模拟参数 134 ?AYI 9.6 运行模拟 135 g 9>p?XY 10 电光调制器 138 ;MNEe%
TJ 10.1 定义电解质材料 139 $(#o)r>_R 10.2 定义电极材料 140 uh`~K6&*\w 10.3 定义轮廓 141 1QjrL@$>15 10.4 绘制波导 144 (#\3XBG 10.5 绘制电极 147 ]wdudvS@6r 10.6 静电模拟 149 $?ke " 10.7 电光模拟 151 YWd:Ok0 11 折射率(RI)扫描 155 I`DdhMi7 11.1 定义材料和通道 155 At +on9&= 11.2 定义布局设置 157 F''4 j8 11.3 绘制线性波导 160 8t9sdqM/C 11.4 插入输入面 160 lT1*e(I 11.5 创建脚本 161 HgduH::\# 11.6 运行模拟 163 VO. Y\8/ 11.7 在OptiBPM_Analyzer中预览结果 163 + +D(P=4hi 12 应用用户自定义扩散轮廓 165 qd!$ nr 12.1 定义材料 165 3l5q?" $ 12.2 创建参考轮廓 166 rbQA6_U 5A 12.3 定义布局设置 166 {hZZU8* 12.4 用户自定义轮廓 167 [C
P V5\2 12.5 根据参考轮廓检测用户自定义轮廓 170 Kze\|yJ 13 马赫-泽德干涉仪开关 172 9bqfZ"6nXY 13.1 定义材料 173 >d#B149 13.2 创建钛扩散轮廓 173 oV,>u5:B 13.3 定义晶圆 174 BU]9eF!>h 13.4 创建器件 175 )Ky0q-W 13.5 检查x-y切面的RI轮廓 177 /HI#8 13.6 定义电极区域 178 &..'7 13.7 定义输入平面和模拟参数 182 % 0fj~s; 13.8 运行模拟 182 0y2iS't
13.9 创建脚本 184 H)t8d_^|j 14 应用OptiBPM和OptiSystem进行光集成电路模拟-散射数据导出 186 TX*s T 14.1 理论背景 186 tUz!]P2BUO 14.2 波导Vertical Offset位置设置 189 pz.<5 14.3 生成脚本数据 190 gLd3,$Ei 14.4 导出散射数据 193 R"=G?d) 14.5 创建臂 194 T"dWrtO 14.6 在OptiSystem内加载*.s文件 197 J|,| *t 14.7 加载两个臂的文件 200 CNfeHMT 14.8 在OptiSystem内完成布局 201 G)'cd D1 14.9 连接元件 202 !{r Gt`y 14.10 运行模拟 203 vseuk@> 14.11 创建图以查看结果 204 LT:KZ|U9 有兴趣可以扫码加微咨询[attachment=126398] _2U1$0xK
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