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2024-02-23 11:27 |
《OptiBPM入门教程》
前 言 SGe^ogO"v h}xeChw] 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。 9[^gAR *Q,0W:~- 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。 o9H^?Rut pbU!dOU~e 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。 GxKqD;;u?= FD8N"p 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。 /jRRf"B V,G|k!! 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。 >2Kh0rIH DuOG { 《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 %b"\bHH @0SC"CqM
上海讯技光电科技有限公司 2021年4月 P<f5*L#HD +*hm-lv? 目 录 ?G-e](]^< 1 入门指南 4 UNkCL4N 1.1 OptiBPM安装及说明 4 `YIf_a{ 1.2 OptiBPM简介 5 g2T -TG'd 1.3 光波导介绍 8 ivW(*c 1.4 快速入门 8 YE9,KVV;$n 2 创建一个简单的MMI耦合器 28 wy}k1E'M 2.1 定义MMI耦合器材料 28 Q
!(pE& 2.2 定义布局设置 29 <0PT"ij 2.3 创建一个MMI耦合器 31 9s_,crq5 2.4 插入input plane 35 F
3'9u# 2.5 运行模拟 39 %,k][V 2.6 在OptiBPM_Analyzer中查看模拟结果 43 ]._LLSzWhg 3 创建一个单弯曲器件 44 1)[]x9]^q' 3.1 定义一个单弯曲器件 44 KFFSv{m[ 3.2 定义布局设置 45 pe{;~-|6 3.3 创建一个弧形波导 46 XQ~Ke-QW) 3.4 插入入射面 49 &Ky_v^ 3.5 选择输出数据文件 53 f`&dQ,; 3.6 运行模拟 54 &[;HYgp 3.7 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 57 Ed
,D8ND 4 创建一个MMI星形耦合器 60 C,.Ee3T 4.1 定义MMI星形耦合器的材料 60 !1G ."fo 4.2 定义布局设置 61 Z%n(O(^L 4.3 创建一个MMI星形耦合器 61 2[r^M'J 4.4 插入输入面 62 91xB9k1zO 4.5 运行模拟 63 P'O#I}Dmw< 4.6 预览最大值 65 = hN
!;7G 4.7 绘制波导 69 B0ndcB- 4.8 指定输出波导的路径 69 z$kenhFG/ 4.9 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 71 37RLE1Yf 4.10 添加输出波导并预览仿真结果 72 xu'yVt9RC 4.11 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 74 |a#f\ 5 基于VB脚本进行波长扫描 75 QurW/a 5.1 定义波导材料 75 //4Xq8y 5.2 定义布局设置 76 /mK?E5H'r1 5.3 创建波导 76 FSRj4e1y1 5.4 修改输入平面 77 gB4U*D0[e~ 5.5 指定波导的路径 78 h)Ff2tX 5.6 运行模拟 79 NMi45y(Y 5.7 在OptiBPM_Simulator中预览模拟结果 81 [u._q:A 5.8 应用VB脚本进行模拟 82 P(K>=O 5.9 在OptiBPM_Analyzer中查看模拟结果 84 B.L]Rk\4 6 应用VB脚本设计一个3dB的耦合器 88 c~v~2DM 6.1 定义3dB耦合器所需的材料 88 v%RP0%%{s 6.2 定义布局结构 89 g=e71DXG2 6.3 绘制并定位波导 91 zH*KYB 6.4 生成布局脚本 95 ~jb"5CX 6.5 插入和编辑输入面 97 \2vg{ 6.6 运行模拟 98 lbuAE% 6.7 修改布局脚本 100 ~D |5u\D- 6.8 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 102 DzheoA-+L' 7 应用预定义扩散过程 104 Q[d}J+l4{ 7.1 创建一个由钛在铌酸锂中扩散所形成的线性波导 104 A.5i"Ci[ie 7.2 定义布局设置 106 3ux0Jr2yT 7.3 设计波导 107 c?%(Dp E 7.4 设置模拟参数 108 V$uk6# 7.5 运行模拟 110 STJJU]H 7.6 基于钛和镁在铌酸锂中的扩散,创建一个掩埋波导 111 >X51$wBL 7.7 将模板以新的名称进行保存 111 MW+b;0U`# 7.8 添加一个新的轮廓 111 U.@*`Fg 7.9 创建上方的线性波导 112 chEn |>~ 8 各向异性BPM 115 LbII?N8`N 8.1 定义材料 116 y7|P-3[ 4w 8.2 创建轮廓 117 }E7:ihy 8.3 定义布局设置 118 W\L`5CW 8.4 创建线性波导 120 T_lsGu/ 8.5 设置模拟参数 121 ~M(5Ho 8.6 预览介电常数分量 122 E!O\87[ 8.7 创建输入面 123 FPJd| 8.8 运行各向异性BPM模拟 124 LE%7DW( 9 创建一个chip-to-fiber对接耦合器 127 7^Yk`Z?|a 9.1 定义chip-to-fiber对接耦合器的材料和波导 128 H&yD*@ 9.2 定义布局设置 130 ~I(Hc.Q 9.3 创建一个chip-to-fiber对接耦合器 130 M1%Dg'}G 9.4 编辑输入平面 132 .E@|D6$D 9.5 设置模拟参数 134 3bNIZ#`|MB 9.6 运行模拟 135 .WQ+AE8Q 10 电光调制器 138 :(_+7N[KA 10.1 定义电解质材料 139 $8crN$ye 10.2 定义电极材料 140 aceZ3U>W 10.3 定义轮廓 141 ILic.@st 10.4 绘制波导 144 Y+3!f#exm 10.5 绘制电极 147 @EoZI~
10.6 静电模拟 149 @;?T~^nGj 10.7 电光模拟 151 ;zdxs'hJ 11 折射率(RI)扫描 155 1LY8Ma]E 11.1 定义材料和通道 155 HQ9X7[3 11.2 定义布局设置 157 EbZdas!l 11.3 绘制线性波导 160 wI5Yn
h 11.4 插入输入面 160 uZi.HG{<) 11.5 创建脚本 161 &ciN@nJ|$z 11.6 运行模拟 163 8_!.!Kde | 11.7 在OptiBPM_Analyzer中预览结果 163 {W\T"7H 12 应用用户自定义扩散轮廓 165 dgo3'ZO
12.1 定义材料 165 Bu]t*$ 12.2 创建参考轮廓 166 1R.4:Dn_ 12.3 定义布局设置 166 9Ok9bC'?8@ 12.4 用户自定义轮廓 167 dr<<! q / 12.5 根据参考轮廓检测用户自定义轮廓 170
ayBRWT0 13 马赫-泽德干涉仪开关 172 _xLHrT!y 13.1 定义材料 173 Ap$y%6 13.2 创建钛扩散轮廓 173 Y+qQI MZ 13.3 定义晶圆 174 .6~`Ubr}E 13.4 创建器件 175 pDhse2 13.5 检查x-y切面的RI轮廓 177 "EV!>^Z 13.6 定义电极区域 178 &Z^l=YH, 13.7 定义输入平面和模拟参数 182 J# kl
7 13.8 运行模拟 182 a83g\c5 13.9 创建脚本 184 2Cg$,#H 14 应用OptiBPM和OptiSystem进行光集成电路模拟-散射数据导出 186 )J(q49 14.1 理论背景 186 j(#%tIv 14.2 波导Vertical Offset位置设置 189 9,]5v+ 14.3 生成脚本数据 190 [= "r<W0 14.4 导出散射数据 193 aTzDew 14.5 创建臂 194 gLsU:aeCT 14.6 在OptiSystem内加载*.s文件 197 mNYl@+:psj 14.7 加载两个臂的文件 200 C_LvZ= 14.8 在OptiSystem内完成布局 201 {k(eNr, 14.9 连接元件 202 ;
"3+YTtp 14.10 运行模拟 203 $c&0F, 14.11 创建图以查看结果 204 N:"C+a( 有兴趣可以扫码加微咨询[attachment=126398] \/|)HElKR ,1/}^f6 .C]cK%OO
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