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2024-02-23 11:27 |
《OptiBPM入门教程》
前 言 "(7y%TFt: T+ZA"i+
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。 7I
XWv- 45sEhs[$ 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。 C2"^YRN, 94BH{9b5 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。 suwR`2 CTRUr" 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。 g"1V] jez0 A 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。 p eO@ZKmM TA-2{=8 《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 #Az#_0= = IRot
上海讯技光电科技有限公司 2021年4月 dX cbS< 1vj@qw3 目 录 ,<t.Iz% 1 入门指南 4 #0aBQ+_8H 1.1 OptiBPM安装及说明 4 9 A ?{}c 1.2 OptiBPM简介 5 5 ix*wu`, 1.3 光波导介绍 8 f?Zjd&|Ch 1.4 快速入门 8 ,%*UF6B
M 2 创建一个简单的MMI耦合器 28 eV|N@ 2.1 定义MMI耦合器材料 28 ^EX"fRwNi 2.2 定义布局设置 29 KD &nLm! 2.3 创建一个MMI耦合器 31 E=ijt3 2.4 插入input plane 35 /B@{w-N 2.5 运行模拟 39 QIGU i,R 2.6 在OptiBPM_Analyzer中查看模拟结果 43 GHcx@||C? 3 创建一个单弯曲器件 44 UrizZ5a 3.1 定义一个单弯曲器件 44 z_$c_J 3.2 定义布局设置 45 hi1Ial\Y 3.3 创建一个弧形波导 46 U]sAYp^$ 3.4 插入入射面 49 dgkS5Q$/ 3.5 选择输出数据文件 53 hLLSmW( 3.6 运行模拟 54 [! $NTt_ 3.7 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 57 K>$f#^ 4 创建一个MMI星形耦合器 60 #y:D{%Wp 4.1 定义MMI星形耦合器的材料 60 noxJr/A] 4.2 定义布局设置 61 = UH3. 4.3 创建一个MMI星形耦合器 61 _Hv+2E[4Z 4.4 插入输入面 62 eUA]OF@ 4.5 运行模拟 63 z!"vez 4.6 预览最大值 65 >>P5 4|& 4.7 绘制波导 69 S\).0goOW 4.8 指定输出波导的路径 69 DO*U7V02 4.9 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 71 lA5Dag' 4.10 添加输出波导并预览仿真结果 72 wsWFD xR 4.11 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 74 qgrJi +WZ 5 基于VB脚本进行波长扫描 75 $9,&BW_* 5.1 定义波导材料 75 O:wG/et 5.2 定义布局设置 76 {JgY-#R?{( 5.3 创建波导 76 {|?^@ 5.4 修改输入平面 77 .xsfq*3e5 5.5 指定波导的路径 78 Jp=fLo 9 5.6 运行模拟 79 e?]5q ez 5.7 在OptiBPM_Simulator中预览模拟结果 81 Gaix6@X6' 5.8 应用VB脚本进行模拟 82 9=>fx 5.9 在OptiBPM_Analyzer中查看模拟结果 84 1|MRXK 6 应用VB脚本设计一个3dB的耦合器 88 5daq}hsQs 6.1 定义3dB耦合器所需的材料 88 3PNdc}h 6.2 定义布局结构 89 )!"fUz$ 6.3 绘制并定位波导 91 al9wNtMT 6.4 生成布局脚本 95 ~5N}P>4* 6.5 插入和编辑输入面 97 WA`A/`taT 6.6 运行模拟 98 M|*YeVs9# 6.7 修改布局脚本 100 32YbBGDN!f 6.8 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 102 8>v_th 7 应用预定义扩散过程 104 w>%@Ug[" 7.1 创建一个由钛在铌酸锂中扩散所形成的线性波导 104 _ox+5?> 7.2 定义布局设置 106 FJ;I1~?? 7.3 设计波导 107 *jlIV$r_ 7.4 设置模拟参数 108 ?_NKyiu95 7.5 运行模拟 110 dJ"M#X!Zu 7.6 基于钛和镁在铌酸锂中的扩散,创建一个掩埋波导 111 .e~"+Pe6b 7.7 将模板以新的名称进行保存 111 L'= \|r 7.8 添加一个新的轮廓 111 dvB=Zk]m 7.9 创建上方的线性波导 112 #CC5+ 8 各向异性BPM 115 [;u#79aE 8.1 定义材料 116 %k!CjW3 8.2 创建轮廓 117 &W2*'$j"_ 8.3 定义布局设置 118 ;]dD\4_hK 8.4 创建线性波导 120 Qm%PpQ^Lz3 8.5 设置模拟参数 121 !zA@{gvEc 8.6 预览介电常数分量 122 yKc-:IBb{u 8.7 创建输入面 123 'UX.Q7W 8.8 运行各向异性BPM模拟 124 o`bc/3! 9 创建一个chip-to-fiber对接耦合器 127 /WuYg
OI 9.1 定义chip-to-fiber对接耦合器的材料和波导 128 <Riz!(G 9.2 定义布局设置 130 my?Ly(# 9.3 创建一个chip-to-fiber对接耦合器 130 I!sT=w8V 9.4 编辑输入平面 132 VfoWPyWD# 9.5 设置模拟参数 134 bv+u7B6, 9.6 运行模拟 135 ~aob@( 10 电光调制器 138 4{P+p!4 10.1 定义电解质材料 139 zPby+BP 10.2 定义电极材料 140 6mM9p)"$ 10.3 定义轮廓 141 \Vyys[MMY8 10.4 绘制波导 144 aFnel8 10.5 绘制电极 147 (> al-vZ6A 10.6 静电模拟 149 =Hi@q
" 10.7 电光模拟 151 ZVjB$-do 11 折射率(RI)扫描 155 `/8@Fj 11.1 定义材料和通道 155 *1)>He$qL 11.2 定义布局设置 157 vF72#BNs 11.3 绘制线性波导 160 %*
"+kwZ 11.4 插入输入面 160
~>u.d 11.5 创建脚本 161 bZnOX*y] 11.6 运行模拟 163 |+#Zuq 11.7 在OptiBPM_Analyzer中预览结果 163 ] ,|,/~ 12 应用用户自定义扩散轮廓 165 qRt! kWW 12.1 定义材料 165 d][
Wm 12.2 创建参考轮廓 166 $dL..QH^K 12.3 定义布局设置 166 :{7+[LcH7 12.4 用户自定义轮廓 167 s0SzO,Vi 12.5 根据参考轮廓检测用户自定义轮廓 170 ')m!48 13 马赫-泽德干涉仪开关 172 <Ky-3:pxeM 13.1 定义材料 173 Pe,>ny^J1 13.2 创建钛扩散轮廓 173 9zp!lw~;+ 13.3 定义晶圆 174 *6Wiq5M>. 13.4 创建器件 175 {EgSjxfmw 13.5 检查x-y切面的RI轮廓 177 I
]m 13.6 定义电极区域 178 Ca2r<|uA 13.7 定义输入平面和模拟参数 182 o@:"3s 13.8 运行模拟 182 ":!$Jnj, 13.9 创建脚本 184 F? #3 14 应用OptiBPM和OptiSystem进行光集成电路模拟-散射数据导出 186 NoI|Dz 14.1 理论背景 186 *;<fh,wOk 14.2 波导Vertical Offset位置设置 189 /3b*dsYsl 14.3 生成脚本数据 190 SI7rTJ]/ 14.4 导出散射数据 193 \v2!5z8| 14.5 创建臂 194 E7 Cobpm 14.6 在OptiSystem内加载*.s文件 197 U&^q#[' 14.7 加载两个臂的文件 200 &W<7!U:2m 14.8 在OptiSystem内完成布局 201 6h:QSVfx 14.9 连接元件 202 eM7@!CdA9q 14.10 运行模拟 203 }3Es&p$9 14.11 创建图以查看结果 204 ":]Xr!e 有兴趣可以扫码加微咨询[attachment=126398] @v-^j S=@+qcI &.A_d+K&
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