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2024-02-23 11:27 |
《OptiBPM入门教程》
前 言 S8l+WF4q 2_Z60] 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。 p(Mv^ea VbjW$? 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。 :|Cf$2k7 vNIQc "\- 通过OptiBPM,科研人员可以同时观察近场分布(包含幅度、相位等),检测辐射以及方向场(Guided Field)。OptiBPM能够提升科研人员在波导器件设计的效率,减小风险并降低整体研发产品成本。 g=Lt2UIJ Qsa2iw{ 本书详细描述了各类光波导模型的创建以及分析方法,旨在帮助OptiBPM软件初学者快速学会常用的软件功能。本书主要参考OptiWave公司发布的案例以及相关操作手册翻译整理而成。 <>TBM^ _[W=1bGJ 本书第一章主要介绍了软件的安装方法以及软件的开发背景,第二~十三章,分别描述了如何创建以及分析常见的波导类器件,如MMI耦合器、MMI星形耦合器、3dB耦合器、电光调制器、Chip-to-Fiber对接耦合器、马赫泽德干涉仪等,并包含了创建各类波导的方法和分析方法,如参数扫描,脚本自定义等。第十四章主要描述了如何将OptiBPM设计的元器件,导入到OptiSystem(一款光通信系统模拟仿真软件)中做联合仿真,可以查看此元器件在光通信系统中的具体行为。 Wj&s5;2a .PgkHb=l@ 《OptiBPM入门指南》,是由上海讯技光电工程师翻译整理而来,译者希望本书能够对OptiBPM的使用者有所帮助,通过学习后能够较好的掌握OptiBPM软件的基本使用方法。由于译者水平有限,书中错误纰漏之处在所难免,敬请同行读者批评和指正 K9R[
oB]b i{2KMa{K
上海讯技光电科技有限公司 2021年4月 3-'|hb J7ln6 Y 目 录 _PF><ODX2 1 入门指南 4 6c :$[owC 1.1 OptiBPM安装及说明 4 X9 R-GT 1.2 OptiBPM简介 5 gE1" .qC 1.3 光波导介绍 8 kVY@q&p 1.4 快速入门 8 .JE7vPv%! 2 创建一个简单的MMI耦合器 28 JLhp25{x 2.1 定义MMI耦合器材料 28 ]+AI: 2.2 定义布局设置 29 >qCT#TY 2.3 创建一个MMI耦合器 31 SDkN 2.4 插入input plane 35 @OpcS>:R 2.5 运行模拟 39 dU,/!|.K 2.6 在OptiBPM_Analyzer中查看模拟结果 43 l< Y x 3 创建一个单弯曲器件 44 4J s>yP 3.1 定义一个单弯曲器件 44 ag6S"IXh 3.2 定义布局设置 45 S<TfvQ\,"@ 3.3 创建一个弧形波导 46 3;A1[E6K 3.4 插入入射面 49 e042`&9=Ic 3.5 选择输出数据文件 53 IX}l)t[:( 3.6 运行模拟 54 E]
[DVY 3.7 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 57 ,Gfnf%H\8> 4 创建一个MMI星形耦合器 60 x{rt\OT 4.1 定义MMI星形耦合器的材料 60 X*T9`]l6 4.2 定义布局设置 61 k(MQ:9'| 4.3 创建一个MMI星形耦合器 61 +=R:n^r^, 4.4 插入输入面 62 aD4ln]sFxG 4.5 运行模拟 63 SNQ+ XtoO 4.6 预览最大值 65 %UmE=V 4.7 绘制波导 69 q9OIw1xQr* 4.8 指定输出波导的路径 69 |^ qW
4.9 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 71 G 6][@q 4.10 添加输出波导并预览仿真结果 72 hm&~6rB 4.11 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 74 t/3veDh@ 5 基于VB脚本进行波长扫描 75 7
ir T6O<. 5.1 定义波导材料 75 _u>+H# 5.2 定义布局设置 76 f:TW< 5.3 创建波导 76 m>iuy:ti 5.4 修改输入平面 77 _?{2{^v 5.5 指定波导的路径 78 VAq:q8(K 5.6 运行模拟 79 Ct B>
s7 5.7 在OptiBPM_Simulator中预览模拟结果 81 !o`al` q' 5.8 应用VB脚本进行模拟 82 [\VzI\vb 5.9 在OptiBPM_Analyzer中查看模拟结果 84 k=LY 6 6 应用VB脚本设计一个3dB的耦合器 88 '!_o`t@ 6.1 定义3dB耦合器所需的材料 88 9`xq3EL2T 6.2 定义布局结构 89 2]@U$E='s 6.3 绘制并定位波导 91 n1H*][CK 6.4 生成布局脚本 95 o*<(,I% 6.5 插入和编辑输入面 97 @FQ@*XD 6.6 运行模拟 98 9U+^8,5 6.7 修改布局脚本 100 *@O;IiSE 6.8 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 102 ]Y3ALQr! 7 应用预定义扩散过程 104 u",
[ulP 7.1 创建一个由钛在铌酸锂中扩散所形成的线性波导 104 }RD,JgmV 7.2 定义布局设置 106 }\1V;T 7.3 设计波导 107 pD){K 7.4 设置模拟参数 108 lY6U $*9c 7.5 运行模拟 110 m8FKr/Z- 7.6 基于钛和镁在铌酸锂中的扩散,创建一个掩埋波导 111 KVK@Snn
7.7 将模板以新的名称进行保存 111 FCg,p2 7.8 添加一个新的轮廓 111 y_\d[ 7.9 创建上方的线性波导 112 +ux,cx.U" 8 各向异性BPM 115 2hquE_1S[w 8.1 定义材料 116 *{XbC\j 8.2 创建轮廓 117 poM VB{U 8.3 定义布局设置 118 U7{,
* 8.4 创建线性波导 120 5^%FEZ&Sp 8.5 设置模拟参数 121 OrzDr 8.6 预览介电常数分量 122 \wTWhr0 8.7 创建输入面 123 C<{k[!N%zm 8.8 运行各向异性BPM模拟 124 HIF.;ImG^ 9 创建一个chip-to-fiber对接耦合器 127 ~x824xW 9.1 定义chip-to-fiber对接耦合器的材料和波导 128 Zu5`-[mw 9.2 定义布局设置 130 UA{A G; 9.3 创建一个chip-to-fiber对接耦合器 130 uHy^ Bq 9.4 编辑输入平面 132 CnJO]0Op3 9.5 设置模拟参数 134 ).k=[@@V 9.6 运行模拟 135 lx%<oC+M 10 电光调制器 138 H=B8'N 10.1 定义电解质材料 139 ;hRo}
+\l 10.2 定义电极材料 140 1,Y-_e) 10.3 定义轮廓 141 L>cTI2NB. 10.4 绘制波导 144 !sUo+Y 10.5 绘制电极 147 2LXy$[)7 10.6 静电模拟 149 [03Aej 10.7 电光模拟 151 `^RpT]S 11 折射率(RI)扫描 155 )bqO}_B 11.1 定义材料和通道 155 =EFF2M`F 11.2 定义布局设置 157 e;,D! 11.3 绘制线性波导 160 `NrxoU= 11.4 插入输入面 160 j:rGFd 11.5 创建脚本 161 |[C3_'X 11.6 运行模拟 163 {5:y,=Y 11.7 在OptiBPM_Analyzer中预览结果 163 @ 3FTf"#Y 12 应用用户自定义扩散轮廓 165 *V5R[ 12.1 定义材料 165 4h?[NOA" 12.2 创建参考轮廓 166 i{xgygp6f 12.3 定义布局设置 166 |6$6Za]: 12.4 用户自定义轮廓 167 `5Q0U%`W 12.5 根据参考轮廓检测用户自定义轮廓 170 &Zd!|u 13 马赫-泽德干涉仪开关 172 K`D>G< 13.1 定义材料 173 Wcw$
Zv 13.2 创建钛扩散轮廓 173 `9%@{Ryo 13.3 定义晶圆 174 Yaht<Hy 13.4 创建器件 175 9tWu>keu 13.5 检查x-y切面的RI轮廓 177 "\Z.YZUa\ 13.6 定义电极区域 178
R Mrh@9g 13.7 定义输入平面和模拟参数 182 Z_Hc":4i 13.8 运行模拟 182 |I6\_K.=L 13.9 创建脚本 184 t*~V]wZ 14 应用OptiBPM和OptiSystem进行光集成电路模拟-散射数据导出 186 qf7lQovK 14.1 理论背景 186 vEk
jd# 14.2 波导Vertical Offset位置设置 189 &+Xj%x.] 14.3 生成脚本数据 190 {|bf` 14.4 导出散射数据 193 "}Vow^vb 14.5 创建臂 194 rOEk%kJ 14.6 在OptiSystem内加载*.s文件 197 |-%[Z 14.7 加载两个臂的文件 200 z`y!C3w< 14.8 在OptiSystem内完成布局 201 =Z2Cg{z 14.9 连接元件 202 ?V3e;n 14.10 运行模拟 203 ??Q'| r 14.11 创建图以查看结果 204 iG^o@*}a 有兴趣可以扫码加微咨询[attachment=126398] t32
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