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2024-03-21 09:23 |
光波导、耦合《OptiBPM入门教程》
前 言 2<i!{;u$qL RiDJ> 6S 随着时代的发展,人们对光网络带宽的需求越来越高,光通信网络也越来越复杂。各类光通信系统中,存在着许多的波导类元件,如分束器,耦合器,复用器,AWG等,这些元件在整个光通信系统中起着至关重要的作用。而此类光波导器件研发人员,可以使用OptiBPM来对相关的元器件进行模拟分析与设计,这可以大大降低时间成本和物料成本。 "H7dft/ Z/W:97M OptiBPM是基于光束传输算法(BPM-矢量BPM、半矢量BPM以及标量BPM)来模拟光通过任意波导介质(各向同性与各向异性)。并可使用合适的数值方法,如Crank-Nicholson方法和Scheme Parameter以及ADI,来进行计算,计算过程中可以使用合适的边界条件,如TBC和PML边界条件,以完成整个波导结构的仿真和分析,获得任意位置处的电磁场分布。 *1uKr9 FtpK)9/4 通过OptiBPM,科研人员可以同时观察近场分布(包含幅度、相位等),检测辐射以及方向场(Guided Field)。OptiBPM能够提升科研人员在波导器件设计的效率,减小风险并降低整体研发产品成本。 h?AS{`.1 hpHr\g 本书详细描述了各类光波导模型的创建以及分析方法,旨在帮助OptiBPM软件初学者快速学会常用的软件功能。本书主要参考OptiWave公司发布的案例以及相关操作手册翻译整理而成。 ?qP7Y nl ZGBd%RWjG_ 本书第一章主要介绍了软件的安装方法以及软件的开发背景,第二~十三章,分别描述了如何创建以及分析常见的波导类器件,如MMI耦合器、MMI星形耦合器、3dB耦合器、电光调制器、Chip-to-Fiber对接耦合器、马赫泽德干涉仪等,并包含了创建各类波导的方法和分析方法,如参数扫描,脚本自定义等。第十四章主要描述了如何将OptiBPM设计的元器件,导入到OptiSystem(一款光通信系统模拟仿真软件)中做联合仿真,可以查看此元器件在光通信系统中的具体行为。 >=qf/K+# ynq}76 H0k 《OptiBPM入门指南》,是由上海讯技光电工程师翻译整理而来,译者希望本书能够对OptiBPM的使用者有所帮助,通过学习后能够较好的掌握OptiBPM软件的基本使用方法。由于译者水平有限,书中错误纰漏之处在所难免,敬请同行读者批评和指正 SON-Z"v (SWYOMo"
上海讯技光电科技有限公司 ),0g~'I~D
tRs [ YK 目 录 Bn^0^J- 1 入门指南 4 7S-ys+ 1.1 OptiBPM安装及说明 4 ]s]vZ 1.2 OptiBPM简介 5 -f3p U:G8 1.3 光波导介绍 8 pM+ AjPr 1.4 快速入门 8 Tl%`P_J)-S 2 创建一个简单的MMI耦合器 28 @'w"R/,n-@ 2.1 定义MMI耦合器材料 28 B\=L3eL<D 2.2 定义布局设置 29 Vp#JS3Y 2.3 创建一个MMI耦合器 31 _G[g;$< 2.4 插入input plane 35 ojafy} 2.5 运行模拟 39 sGi"rg# 2.6 在OptiBPM_Analyzer中查看模拟结果 43 riUwBiVa?2 3 创建一个单弯曲器件 44 ];VA!++ 3.1 定义一个单弯曲器件 44 [glLre^ 3.2 定义布局设置 45 s6H]J{1F 3.3 创建一个弧形波导 46 wVX[)E\J 3.4 插入入射面 49 <->{ 3.5 选择输出数据文件 53 q['Euy 3.6 运行模拟 54 ot,jp|N>f~ 3.7 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 57 ,KF'TsFf 4 创建一个MMI星形耦合器 60 !F*5M1Kjd 4.1 定义MMI星形耦合器的材料 60 q]\:P.x!> 4.2 定义布局设置 61 {'NZ. 4.3 创建一个MMI星形耦合器 61 Ar%%}Gx/ 4.4 插入输入面 62 -Y1e8H =' 4.5 运行模拟 63 JUsQ,ETn 4.6 预览最大值 65 +M./@U*g 4.7 绘制波导 69 t=(!\:[D 4.8 指定输出波导的路径 69 4~ q5,^kgB 4.9 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 71 tGD6AI1"I 4.10 添加输出波导并预览仿真结果 72 tnV/xk#! 4.11 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 74 (jnzT=y 5 基于VB脚本进行波长扫描 75 k|v3.< - 5.1 定义波导材料 75 ."TxX.&HE 5.2 定义布局设置 76 l\E%+?K+^ 5.3 创建波导 76 [8P:?nDDL 5.4 修改输入平面 77 dWM'fg 5.5 指定波导的路径 78
d:_t-ZZo 5.6 运行模拟 79 c CSs 5.7 在OptiBPM_Simulator中预览模拟结果 81 ob+b<HFv 5.8 应用VB脚本进行模拟 82 qPWP&k 5.9 在OptiBPM_Analyzer中查看模拟结果 84 +s"hqm 6 应用VB脚本设计一个3dB的耦合器 88 [8.c8-lZ^ 6.1 定义3dB耦合器所需的材料 88 {i1|R"ta 6.2 定义布局结构 89 dl.N.P7}4 6.3 绘制并定位波导 91 P!~MZ+7#& 6.4 生成布局脚本 95 BIb4h
6.5 插入和编辑输入面 97 s6ZuM/Q 6.6 运行模拟 98 6~0$Z-);( 6.7 修改布局脚本 100 jTf@l?| 6.8 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 102 b}OY4~ Y4 7 应用预定义扩散过程 104 9V'%<pk''( 7.1 创建一个由钛在铌酸锂中扩散所形成的线性波导 104 )bA;?i 7.2 定义布局设置 106 wGU*:k7p 7.3 设计波导 107 `Y+J-EQ 7.4 设置模拟参数 108 )) Zf|86N 7.5 运行模拟 110 G
!<Z.] 7.6 基于钛和镁在铌酸锂中的扩散,创建一个掩埋波导 111 qBU-~"2t 7.7 将模板以新的名称进行保存 111 ZufR{^W 7.8 添加一个新的轮廓 111
,ZKr.`B 7.9 创建上方的线性波导 112 h&|[eZt?F 8 各向异性BPM 115 2{M^,=^> 8.1 定义材料 116 fr,7rS/w{l 8.2 创建轮廓 117 "MxnFeLM# 8.3 定义布局设置 118 \Lq h j 8.4 创建线性波导 120 lackB2J9 A 8.5 设置模拟参数 121 NnO~dRx{ 8.6 预览介电常数分量 122 8{Q<N%Jnu 8.7 创建输入面 123 >@BnV{ d 8.8 运行各向异性BPM模拟 124 cy*?&~; 9 创建一个chip-to-fiber对接耦合器 127 9 ^o-EC!_ 9.1 定义chip-to-fiber对接耦合器的材料和波导 128 ImCe K 9.2 定义布局设置 130 lNNv|YiL 9.3 创建一个chip-to-fiber对接耦合器 130 6f;fx}y 9.4 编辑输入平面 132 4)E_0.C 9.5 设置模拟参数 134 oYHj~t 9.6 运行模拟 135 {Z{75} 10 电光调制器 138 Tb A}BFT` 10.1 定义电解质材料 139 909?_v 10.2 定义电极材料 140 OL5v).Bb 10.3 定义轮廓 141 gep;{G} 10.4 绘制波导 144 <
|e,05aM 10.5 绘制电极 147 9K/HO!z 10.6 静电模拟 149 H!vax)%-\ 10.7 电光模拟 151 jnd[6v=C7- 11 折射率(RI)扫描 155 k[0-CB 11.1 定义材料和通道 155 hS_6 11.2 定义布局设置 157 QU#w%| 11.3 绘制线性波导 160 X"MB|Ny 11.4 插入输入面 160 U!T~!C^ 11.5 创建脚本 161 %el"BSB 11.6 运行模拟 163 VzBqjE_ 11.7 在OptiBPM_Analyzer中预览结果 163 z|fmrwkN'$ 12 应用用户自定义扩散轮廓 165 R5"K]~ 12.1 定义材料 165 %lL.[8r| 12.2 创建参考轮廓 166 !P ~_Dl2d 12.3 定义布局设置 166 V=)_yIS 12.4 用户自定义轮廓 167 3WN`y8l 12.5 根据参考轮廓检测用户自定义轮廓 170 z25lZI" X` 13 马赫-泽德干涉仪开关 172 $ oTdfb 13.1 定义材料 173 jNu9KlN 13.2 创建钛扩散轮廓 173 #btLa\HJ 13.3 定义晶圆 174 OtSL*'7> 13.4 创建器件 175 K )[]fm 13.5 检查x-y切面的RI轮廓 177 nJbtS#`G4 13.6 定义电极区域 178 )S`jFQ1 uC.K<jD% 13.7 定义输入平面和模拟参数 182 2#o>Z4 r{ 13.8 运行模拟 182 D@G\7KH@ 13.9 创建脚本 184 @95FN)TXZY 14 应用OptiBPM和OptiSystem进行光集成电路模拟-散射数据导出 186 #u2J;9P 14.1 理论背景 186 &lR 6sb\ 14.2 波导Vertical Offset位置设置 189 L93l0eEt 14.3 生成脚本数据 190 u?>B)PW 14.4 导出散射数据 193 C?ulj9=Z 14.5 创建臂 194 {zQS$VhXr 14.6 在OptiSystem内加载*.s文件 197 rJFc({ 0
14.7 加载两个臂的文件 200 Z -,J)gW 14.8 在OptiSystem内完成布局 201 `IOs-%s 14.9 连接元件 202 lW<PoT 14.10 运行模拟 203 m7&O9?X 14.11 创建图以查看结果 204 -yR.<KnL A3vUPWdDk 有兴趣可以扫码加微联系 |M8WyW [attachment=127242]
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