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2024-02-23 11:27 |
《OptiBPM入门教程》
前 言 xl~%hwBd KW.QVBuVO# 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。 ^#VyI F3q "'
hc)58y 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。 XABI2Ex <H)I06]; 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。 #}rv) GKNH{|B$D 本书详细描述了各类光波导模型的创建以及分析方法,旨在帮助OptiBPM软件初学者快速学会常用的软件功能。本书主要参考OptiWave公司发布的案例以及相关操作手册翻译整理而成。 A+lP]Oy0S -S"$S16D 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。 tj_+0J$sw: :}Tw+S5 《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 ,HFoy-Yq -
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上海讯技光电科技有限公司 2021年4月 "38ya2* @]H:=Q'gj 目 录 ;hOrLy&O 1 入门指南 4 >}*iQq 1.1 OptiBPM安装及说明 4 jtk2>Ol 1.2 OptiBPM简介 5 r>hkm53 1.3 光波导介绍 8 FasA f(3 1.4 快速入门 8 uwl;(zwh_ 2 创建一个简单的MMI耦合器 28 /f9jLY+ 2.1 定义MMI耦合器材料 28 qxsK-8KT< 2.2 定义布局设置 29 iG1vy'J#o 2.3 创建一个MMI耦合器 31 Zq--m/ 2.4 插入input plane 35 x-5XOqD{' 2.5 运行模拟 39 &\$l%icuo 2.6 在OptiBPM_Analyzer中查看模拟结果 43 ~5HI9A4^ 3 创建一个单弯曲器件 44 1|VnPQqA 3.1 定义一个单弯曲器件 44 hY.zwotH 3.2 定义布局设置 45 %/:{x()G
3.3 创建一个弧形波导 46 $^Dx4:k<2 3.4 插入入射面 49 mlR*S<Z 3.5 选择输出数据文件 53 szC~?]<YY 3.6 运行模拟 54 'Dq!o[2y 3.7 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 57 r`|/qP:T[ 4 创建一个MMI星形耦合器 60 9IKFrCO9, 4.1 定义MMI星形耦合器的材料 60 @'DfNka 4.2 定义布局设置 61 i51~/
R 4.3 创建一个MMI星形耦合器 61 Z4Nl{
6 4.4 插入输入面 62
oY:6a 4.5 运行模拟 63 )~<8j 4.6 预览最大值 65 8Hf!@p6R+ 4.7 绘制波导 69 Nw}y_Qf{ 4.8 指定输出波导的路径 69 A+T!DnVof 4.9 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 71 %v\0Dm+A 4.10 添加输出波导并预览仿真结果 72 M`ETH8Su= 4.11 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 74 ~O~c^fLH(B 5 基于VB脚本进行波长扫描 75 #5kQn>R 5.1 定义波导材料 75 cbl2D5s+i] 5.2 定义布局设置 76 "SyAOOZ 5.3 创建波导 76 o[Yxh%T 5.4 修改输入平面 77 adh=Kp e!w 5.5 指定波导的路径 78 VpJ/M(UD- 5.6 运行模拟 79 A
e&t#,) 5.7 在OptiBPM_Simulator中预览模拟结果 81 h5&l#>8& 5.8 应用VB脚本进行模拟 82 Us'm9 J 5.9 在OptiBPM_Analyzer中查看模拟结果 84 B~cQl 6 应用VB脚本设计一个3dB的耦合器 88 I_J;/!l= 6.1 定义3dB耦合器所需的材料 88 }+0{opY4R 6.2 定义布局结构 89 ^o]ZDc 6.3 绘制并定位波导 91 ewqfs/ 6.4 生成布局脚本 95 ]5lp.#EB
6.5 插入和编辑输入面 97 NaSg K 6.6 运行模拟 98 .N8AkQ(Ok 6.7 修改布局脚本 100 |eIN<RY5 6.8 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 102 (b Q1,y 7 应用预定义扩散过程 104 "#2z
'J 7.1 创建一个由钛在铌酸锂中扩散所形成的线性波导 104 FFl[[(`%D 7.2 定义布局设置 106 NIeT.! 7.3 设计波导 107 Cs7YD~, 7.4 设置模拟参数 108 E)m{m$Hb 7.5 运行模拟 110 zCT Wi 7.6 基于钛和镁在铌酸锂中的扩散,创建一个掩埋波导 111 w1/pwzn 7.7 将模板以新的名称进行保存 111 \X5{>nNh 7.8 添加一个新的轮廓 111 8*3<Erv 7.9 创建上方的线性波导 112 5YaTE<G 8 各向异性BPM 115 0&Q-y&$7 8.1 定义材料 116 L5E.`^? 8.2 创建轮廓 117 0b9K/a%sQv 8.3 定义布局设置 118 jEsP: H(0^ 8.4 创建线性波导 120 Y@N}XH<4R 8.5 设置模拟参数 121 9D:p~_"g 8.6 预览介电常数分量 122 m
UpLD+-j 8.7 创建输入面 123
2&O!<C j 8.8 运行各向异性BPM模拟 124 s_-G`xT>{ 9 创建一个chip-to-fiber对接耦合器 127 Ln0rm9FV- 9.1 定义chip-to-fiber对接耦合器的材料和波导 128 zlZ$t{[, 9.2 定义布局设置 130 Mo|[Muj8b 9.3 创建一个chip-to-fiber对接耦合器 130 V} Y %9V 9.4 编辑输入平面 132 4[|^78 9.5 设置模拟参数 134 0'`>20Y 9.6 运行模拟 135 1u7Kc'.xc 10 电光调制器 138 L8N`<a5T 10.1 定义电解质材料 139 Z 9mY*}:U~ 10.2 定义电极材料 140 eKNZ?!c= 10.3 定义轮廓 141 T>s~bIzL*e 10.4 绘制波导 144 Vo<V!G{ 10.5 绘制电极 147 zE5%l`@|o 10.6 静电模拟 149
@dQIl# 10.7 电光模拟 151 08{0i,Fs 11 折射率(RI)扫描 155 C1^=se 11.1 定义材料和通道 155 wl #Bv,xf 11.2 定义布局设置 157 blNJ 11.3 绘制线性波导 160 .}S9C]d:a 11.4 插入输入面 160 , j^ /~ 11.5 创建脚本 161 @6 uB78U4O 11.6 运行模拟 163 eWSA 11.7 在OptiBPM_Analyzer中预览结果 163 %KK6}d# 12 应用用户自定义扩散轮廓 165 fOCLN$x^ 12.1 定义材料 165 f4)fa yAVp 12.2 创建参考轮廓 166 }YWLXxb; 12.3 定义布局设置 166 xGTVC=q 12.4 用户自定义轮廓 167 B)g7MG 12.5 根据参考轮廓检测用户自定义轮廓 170 JsI`# 13 马赫-泽德干涉仪开关 172 g-"@%ps 13.1 定义材料 173 FuiG=quY 13.2 创建钛扩散轮廓 173 St9W{ 13.3 定义晶圆 174 z^+f3-Z 13.4 创建器件 175 &p=Uus 13.5 检查x-y切面的RI轮廓 177 Aq%TZ_m 13.6 定义电极区域 178 <7R\# 13.7 定义输入平面和模拟参数 182 ~wf&78 13.8 运行模拟 182 hdt;_qa 13.9 创建脚本 184 NpqMdd 14 应用OptiBPM和OptiSystem进行光集成电路模拟-散射数据导出 186 A@xa$!4} 14.1 理论背景 186 , f{< 14.2 波导Vertical Offset位置设置 189 +X(@o 14.3 生成脚本数据 190 42E]&=Cet 14.4 导出散射数据 193 ~kPHf_B;z 14.5 创建臂 194 _SdO}AiG 14.6 在OptiSystem内加载*.s文件 197 "C %<R 14.7 加载两个臂的文件 200 m/uBM6SXx 14.8 在OptiSystem内完成布局 201 cO%-Av~P 14.9 连接元件 202 {Qbg'|HO=l 14.10 运行模拟 203 chk1tFV 14.11 创建图以查看结果 204 _Y@vO 有兴趣可以扫码加微咨询[attachment=126398] jWk1FQte wb~BY ){^o"A?-:
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