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2024-02-23 11:27 |
《OptiBPM入门教程》
前 言 SNopAACf1 l,^i5t' 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。 oF 1W}DtA C7XS6Nqu 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。 3.K{T #w%a
m`+ 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。 ?
bUpK }
Y7W1$he 本书详细描述了各类光波导模型的创建以及分析方法,旨在帮助OptiBPM软件初学者快速学会常用的软件功能。本书主要参考OptiWave公司发布的案例以及相关操作手册翻译整理而成。 >yPFL' 8VAYIxRv 本书第一章主要介绍了软件的安装方法以及软件的开发背景,第二~十三章,分别描述了如何创建以及分析常见的波导类器件,如MMI耦合器、MMI星形耦合器、3dB耦合器、电光调制器、Chip-to-Fiber对接耦合器、马赫泽德干涉仪等,并包含了创建各类波导的方法和分析方法,如参数扫描,脚本自定义等。第十四章主要描述了如何将OptiBPM设计的元器件,导入到OptiSystem(一款光通信系统模拟仿真软件)中做联合仿真,可以查看此元器件在光通信系统中的具体行为。 *'AS^2' D:RBq\8 《OptiBPM入门指南》,是由上海讯技光电工程师翻译整理而来,译者希望本书能够对OptiBPM的使用者有所帮助,通过学习后能够较好的掌握OptiBPM软件的基本使用方法。由于译者水平有限,书中错误纰漏之处在所难免,敬请同行读者批评和指正 lN][xnP D=q;+,Pc
上海讯技光电科技有限公司 2021年4月 o\=i0HR9 y. ivz 目 录 eD`
, 1 入门指南 4 g~$GE},, 1.1 OptiBPM安装及说明 4 qD=m{O8%_ 1.2 OptiBPM简介 5 >TQBRA;' 1.3 光波导介绍 8 3_jCsX 1.4 快速入门 8 fW4cHB9| 2 创建一个简单的MMI耦合器 28 6iV"Tl{z- 2.1 定义MMI耦合器材料 28 95gsv\2 2.2 定义布局设置 29 %M0mwty] 2.3 创建一个MMI耦合器 31 t}c}@i_c 2.4 插入input plane 35 bN7 UO 2.5 运行模拟 39 )68fm\t( 2.6 在OptiBPM_Analyzer中查看模拟结果 43 bCaPJ!ZO 3 创建一个单弯曲器件 44 Kt!IyIa;Ht 3.1 定义一个单弯曲器件 44 gw~em 3.2 定义布局设置 45 _ \y0 mc4 3.3 创建一个弧形波导 46 y
T1Qep 3.4 插入入射面 49 HC;I0&v> 3.5 选择输出数据文件 53 z
kX-"}$8 3.6 运行模拟 54 |au qj2 3.7 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 57 ,Dii?P 4 创建一个MMI星形耦合器 60 #()cG 4.1 定义MMI星形耦合器的材料 60 4htSwK+
4.2 定义布局设置 61 ?3"D|
cS1 4.3 创建一个MMI星形耦合器 61 fO|~Oz<S 4.4 插入输入面 62
;~gd<KK 4.5 运行模拟 63 v(Zi;?c 4.6 预览最大值 65 QSs$ 4.7 绘制波导 69 gt t$O 4.8 指定输出波导的路径 69 N;`[R>Z~ 4.9 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 71 (HrkUkw 4.10 添加输出波导并预览仿真结果 72 ";S*[d.2tA 4.11 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 74 gHh.|PysW 5 基于VB脚本进行波长扫描 75 &6^W%r 5.1 定义波导材料 75 PVkN3J 5.2 定义布局设置 76 =[)N6XV 3 5.3 创建波导 76 ng&EGM 5.4 修改输入平面 77 `j!2uRFe> 5.5 指定波导的路径 78 q
V
UUuyF 5.6 运行模拟 79 `F+x]<m! 5.7 在OptiBPM_Simulator中预览模拟结果 81 `2mbF^-4 5.8 应用VB脚本进行模拟 82 xjhAAM 5.9 在OptiBPM_Analyzer中查看模拟结果 84 548[!p4 6 应用VB脚本设计一个3dB的耦合器 88 n-b<vEZw# 6.1 定义3dB耦合器所需的材料 88 % 6hw 6.2 定义布局结构 89 IL6f~! 6.3 绘制并定位波导 91 ^3)2]>pW 6.4 生成布局脚本 95 o?O,nD
6 6.5 插入和编辑输入面 97 h^_taAdS` 6.6 运行模拟 98 if!`Qid 6.7 修改布局脚本 100 i(f;'fb* 6.8 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 102 !E:Vn *k; 7 应用预定义扩散过程 104 $H:h(ia: 7.1 创建一个由钛在铌酸锂中扩散所形成的线性波导 104 v.LUK 7.2 定义布局设置 106 `Ig2f$} 7.3 设计波导 107 ~!d)J 7.4 设置模拟参数 108 +-!|%jG`%v 7.5 运行模拟 110 V-ouIqnI 7.6 基于钛和镁在铌酸锂中的扩散,创建一个掩埋波导 111 ocuVDC 7.7 将模板以新的名称进行保存 111 |^k1hX2?W 7.8 添加一个新的轮廓 111 BSu)O~s 7.9 创建上方的线性波导 112 6u, 0y$3 8 各向异性BPM 115 7@cvy?
v{ 8.1 定义材料 116 >eTgP._ 8.2 创建轮廓 117 |UDD/e 8.3 定义布局设置 118 NDa|., 8.4 创建线性波导 120 //5_E7Ehu$ 8.5 设置模拟参数 121 V =aoB
Z 8.6 预览介电常数分量 122 Ce'2lo 8.7 创建输入面 123 L%O8vn^3 8.8 运行各向异性BPM模拟 124 ~W *j^+T" 9 创建一个chip-to-fiber对接耦合器 127 Cz);mOb%M% 9.1 定义chip-to-fiber对接耦合器的材料和波导 128 9"lW"lG! 9.2 定义布局设置 130 c)!s[o L 9.3 创建一个chip-to-fiber对接耦合器 130 :+^$?[6] 9.4 编辑输入平面 132 PM<LR?PLc 9.5 设置模拟参数 134 iN4'jD^oP 9.6 运行模拟 135 p>tdJjnt 10 电光调制器 138 wYMX1= 10.1 定义电解质材料 139 6`";)T[ G9 10.2 定义电极材料 140 /^eemx 10.3 定义轮廓 141 dlzamoS@AR 10.4 绘制波导 144 d~Ry> 10.5 绘制电极 147 ,Ve@=< 10.6 静电模拟 149 0:+uw`
% 10.7 电光模拟 151 :;WDPRx 11 折射率(RI)扫描 155 1HWJxV" 11.1 定义材料和通道 155 [gdPHXs 11.2 定义布局设置 157 J'c9577$ 11.3 绘制线性波导 160 k Q(y^t W 11.4 插入输入面 160 \Y[)bo6s 11.5 创建脚本 161 !gew;Jz 11.6 运行模拟 163 Jb.u^3R@ 11.7 在OptiBPM_Analyzer中预览结果 163
<m:wuNEM 12 应用用户自定义扩散轮廓 165 h}&IlDG 12.1 定义材料 165 FYS83uq0 12.2 创建参考轮廓 166 DF|lUO]: 12.3 定义布局设置 166 M>gZVB,eP> 12.4 用户自定义轮廓 167 Jv.R?1;8i 12.5 根据参考轮廓检测用户自定义轮廓 170 ({nSs5)$ 13 马赫-泽德干涉仪开关 172 [IBk-opap 13.1 定义材料 173
G5f57F 13.2 创建钛扩散轮廓 173 'R'a/ZR`B7 13.3 定义晶圆 174 gbf=H8] 13.4 创建器件 175 p}7&x[fTLk 13.5 检查x-y切面的RI轮廓 177 xi. KD 13.6 定义电极区域 178 {1DYXKe 13.7 定义输入平面和模拟参数 182 -?1J+}? 13.8 运行模拟 182 y]4`d 13.9 创建脚本 184 f:&OOD o 14 应用OptiBPM和OptiSystem进行光集成电路模拟-散射数据导出 186 gK\7^95 14.1 理论背景 186 X )s7_ 14.2 波导Vertical Offset位置设置 189 \o)4m[oF 14.3 生成脚本数据 190 :=eUNH 14.4 导出散射数据 193 RAbq_^Q 14.5 创建臂 194 k\%v;3nBK 14.6 在OptiSystem内加载*.s文件 197 )_K@ ?rWS 14.7 加载两个臂的文件 200 K61os&K 14.8 在OptiSystem内完成布局 201 K)\gbQ| 14.9 连接元件 202 >!.9g 14.10 运行模拟 203 vnC&1 14.11 创建图以查看结果 204 t+J6P)= 有兴趣可以扫码加微咨询[attachment=126398]
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