| infotek |
2024-02-23 11:27 |
《OptiBPM入门教程》
前 言 YQvN;W a?.hvI 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。 mVg-z~44T f ."bq43( 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。 7c1xB.g
V~tq
_ 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。 v}!eJzeH Wp`wIe6 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。 {1;j1|CI X(U
CN0# 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。 oJ\UF S d>*?C!xE 《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 V.vA~a w7cciD|
上海讯技光电科技有限公司 2021年4月 Jiyt,D*wX s9>f5u?dK 目 录 rn #FmM 1 入门指南 4 eEePK~%c 1.1 OptiBPM安装及说明 4 d!5C$C/x 1.2 OptiBPM简介 5 NJ^`vWi 1.3 光波导介绍 8 1P:r=Rt/ 1.4 快速入门 8 $@"o BCc 2 创建一个简单的MMI耦合器 28 97lM*7h; 2.1 定义MMI耦合器材料 28 9bRlSb@ 2.2 定义布局设置 29 sy=M#WGS 2.3 创建一个MMI耦合器 31 /_5I}{ 2.4 插入input plane 35 R5c
Ya 2.5 运行模拟 39 ^I=c]D]); 2.6 在OptiBPM_Analyzer中查看模拟结果 43 =T;>$&qs 3 创建一个单弯曲器件 44 fCdd,,,} 3.1 定义一个单弯曲器件 44 4NT zK 3.2 定义布局设置 45 u[q1]] 3.3 创建一个弧形波导 46 ;UTT>j
3.4 插入入射面 49 1OJD!juL$ 3.5 选择输出数据文件 53 ||a
5)D 3.6 运行模拟 54 :Fz;nG-G 3.7 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 57 v!n\A}^: 4 创建一个MMI星形耦合器 60 +ntrp='7O7 4.1 定义MMI星形耦合器的材料 60 7pMQ1-( 4.2 定义布局设置 61 wDswK "T 4.3 创建一个MMI星形耦合器 61 eL3HX _2( 4.4 插入输入面 62 S*-n%D0q5 4.5 运行模拟 63 -Zx
hh 4.6 预览最大值 65 {WQH 4.7 绘制波导 69 <`,pyvR Kv 4.8 指定输出波导的路径 69 DFKFsu8s 4.9 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 71 Dnn$-W|NC 4.10 添加输出波导并预览仿真结果 72 9v>BP`Mg 4.11 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 74 @ FVan 5 基于VB脚本进行波长扫描 75 px;5X4U 5.1 定义波导材料 75 hfT HP 5.2 定义布局设置 76 35I y\ 5.3 创建波导 76 ivg:`$a[ 5.4 修改输入平面 77 }1E'a>^| 5.5 指定波导的路径 78 g"v g
{Q 5.6 运行模拟 79 `##qf@M
5.7 在OptiBPM_Simulator中预览模拟结果 81 t)P5bQ+$u9 5.8 应用VB脚本进行模拟 82 Tap=K|b ]
5.9 在OptiBPM_Analyzer中查看模拟结果 84 5[l9`Cn&A 6 应用VB脚本设计一个3dB的耦合器 88 M:x?I_JG8 6.1 定义3dB耦合器所需的材料 88 u=NpL^6s< 6.2 定义布局结构 89 #-$\f(+< 6.3 绘制并定位波导 91 MDn+K#p 6.4 生成布局脚本 95 H }w"4s 6.5 插入和编辑输入面 97 $MD|YW5 6.6 运行模拟 98 rvO7e cR" 6.7 修改布局脚本 100 #RAez:BI 6.8 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 102 09z%y[z 7 应用预定义扩散过程 104 F F<xsoZJ 7.1 创建一个由钛在铌酸锂中扩散所形成的线性波导 104 VeK^hz
R^Z 7.2 定义布局设置 106 *fyC@fI> 7.3 设计波导 107 EOJ k7 7.4 设置模拟参数 108 B;xw @:H 7.5 运行模拟 110 W/_=S+CvK 7.6 基于钛和镁在铌酸锂中的扩散,创建一个掩埋波导 111 v,t;!u,40 7.7 将模板以新的名称进行保存 111 %\6ns 7.8 添加一个新的轮廓 111 @V{s'V 7.9 创建上方的线性波导 112 AZ'
"M{wiI 8 各向异性BPM 115 _/;k;$gDp 8.1 定义材料 116 LDlj4>%pW^ 8.2 创建轮廓 117 Z*
eb 8.3 定义布局设置 118 UB[tYZ 8.4 创建线性波导 120 C@+"d3 8.5 设置模拟参数 121 <[{Ty+ 8.6 预览介电常数分量 122 %gj's-!! 8.7 创建输入面 123 `k y>M- 8.8 运行各向异性BPM模拟 124 sVP[7&vr~ 9 创建一个chip-to-fiber对接耦合器 127 3=o^Vv 9.1 定义chip-to-fiber对接耦合器的材料和波导 128 `H+~LVH 9.2 定义布局设置 130 S~jl%] 9.3 创建一个chip-to-fiber对接耦合器 130 #hL<9j 9.4 编辑输入平面 132 ,Q|[Yr 9.5 设置模拟参数 134 MgJiJ0y 9.6 运行模拟 135 ;\(Wz5Ok&J 10 电光调制器 138 Y4*ezt:;Q 10.1 定义电解质材料 139 L~e\uP 10.2 定义电极材料 140 yNp l0 d 10.3 定义轮廓 141 i!
G^=N 10.4 绘制波导 144 W\09hZ6 10.5 绘制电极 147 Mf0!-bu 10.6 静电模拟 149 K"'W4bO#7 10.7 电光模拟 151 {
?p55o 11 折射率(RI)扫描 155 &1O[N*$e 11.1 定义材料和通道 155 zTi%j$o 11.2 定义布局设置 157 e*5TZ7. 11.3 绘制线性波导 160 }'HJV B_ 11.4 插入输入面 160 ]{0R0Gr94 11.5 创建脚本 161 \m @8$MK 11.6 运行模拟 163 uv*OiB" 11.7 在OptiBPM_Analyzer中预览结果 163 >
Q1r^ 12 应用用户自定义扩散轮廓 165 z_fR?~$N2 12.1 定义材料 165 l!Q |]-.@ 12.2 创建参考轮廓 166 BNU]NcA#*, 12.3 定义布局设置 166 4u5^I;4pL 12.4 用户自定义轮廓 167 l:NEK`>i 12.5 根据参考轮廓检测用户自定义轮廓 170 O+Z[bis` 13 马赫-泽德干涉仪开关 172 SI_{%~k*B 13.1 定义材料 173 v=Ep 13.2 创建钛扩散轮廓 173 Hb&-pR@e\? 13.3 定义晶圆 174 I!bzvPJ]xc 13.4 创建器件 175 cVv>"oF;~* 13.5 检查x-y切面的RI轮廓 177 mo%9UL,#W 13.6 定义电极区域 178 3UeG>5R 13.7 定义输入平面和模拟参数 182 "B`yk/GM] 13.8 运行模拟 182 G'c!82;,? 13.9 创建脚本 184 ahgm*Cpc 14 应用OptiBPM和OptiSystem进行光集成电路模拟-散射数据导出 186 }>:v 14.1 理论背景 186 zo66=vE! 14.2 波导Vertical Offset位置设置 189 +gb2>fei& 14.3 生成脚本数据 190
/|] %0B 14.4 导出散射数据 193 :32 14.5 创建臂 194 S!gV\gEbDj 14.6 在OptiSystem内加载*.s文件 197 e*gCc7zz 14.7 加载两个臂的文件 200 `X?l`H;# 14.8 在OptiSystem内完成布局 201 _%Q\G,a; 14.9 连接元件 202 n y6-_mA] 14.10 运行模拟 203 PN0l#[{EN 14.11 创建图以查看结果 204 ?! dp0< 有兴趣可以扫码加微咨询[attachment=126398] )mO|1IDTN Zcd!y9]# (n7v $A
|
|