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infotek 2024-03-21 09:23

光波导、耦合《OptiBPM入门教程》

前  言 nRE}F5k  
Q:Ms D.  
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。 &sNID4FR  
jI V? p  
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。 pnG8c<  
-$kJERvy  
通过OptiBPM,科研人员可以同时观察近场分布(包含幅度、相位等),检测辐射以及方向场(Guided Field)。OptiBPM能够提升科研人员在波导器件设计的效率,减小风险并降低整体研发产品成本。 ]`kvq0Gyb  
7cy~qg  
本书详细描述了各类光波导模型的创建以及分析方法,旨在帮助OptiBPM软件初学者快速学会常用的软件功能。本书主要参考OptiWave公司发布的案例以及相关操作手册翻译整理而成。 \9?<E[  
GJuD :  
本书第一章主要介绍了软件的安装方法以及软件的开发背景,第二~十三章,分别描述了如何创建以及分析常见的波导类器件,如MMI耦合器、MMI星形耦合器、3dB耦合器、电光调制器、Chip-to-Fiber对接耦合器、马赫泽德干涉仪等,并包含了创建各类波导的方法和分析方法,如参数扫描,脚本自定义等。第十四章主要描述了如何将OptiBPM设计的元器件,导入到OptiSystem(一款光通信系统模拟仿真软件)中做联合仿真,可以查看此元器件在光通信系统中的具体行为。 /uc/x+(_  
&B85;  
《OptiBPM入门指南》,是由上海讯技光电工程师翻译整理而来,译者希望本书能够对OptiBPM的使用者有所帮助,通过学习后能够较好的掌握OptiBPM软件的基本使用方法。由于译者水平有限,书中错误纰漏之处在所难免,敬请同行读者批评和指正 ;VH]TKkk  
;' W5|.ZN  
上海讯技光电科技有限公司
A X#!9-m3  
PmY:sJ{M  
目 录
hpyre B  
1 入门指南 4 WuQYEbap  
1.1 OptiBPM安装及说明 4 &zd7t6  
1.2 OptiBPM简介 5 BT1'@qF  
1.3 光波导介绍 8 Y_B 4s-  
1.4 快速入门 8 Q(IS=  
2 创建一个简单的MMI耦合器 28 3# (5Kco  
2.1 定义MMI耦合器材料 28 .:raeDrd  
2.2 定义布局设置 29 &aQ)x   
2.3 创建一个MMI耦合器 31 UmE{>5Pt  
2.4 插入input plane 35 #]N9/Hij#g  
2.5 运行模拟 39 KEN-G  
2.6 在OptiBPM_Analyzer中查看模拟结果 43 cs M|VNE>  
3 创建一个单弯曲器件 44 |K-lg rA  
3.1 定义一个单弯曲器件 44 Ft rw3OxN  
3.2 定义布局设置 45 A(p  
3.3 创建一个弧形波导 46 1c"m$)a4  
3.4 插入入射面 49 z{jAt6@7  
3.5 选择输出数据文件 53 T!A}ipqb  
3.6 运行模拟 54 p4EItRZS  
3.7 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 57 ?t42=nvf  
4 创建一个MMI星形耦合器 60 ko>_@]Jb  
4.1 定义MMI星形耦合器的材料 60 7qz-RF#s8  
4.2 定义布局设置 61 wg.fo:Q  
4.3 创建一个MMI星形耦合器 61 49$4  
4.4 插入输入面 62 F.5b|&@  
4.5 运行模拟 63 Hu7zmh5FF  
4.6 预览最大值 65 4Z<l>!  
4.7 绘制波导 69 'uzv\[  
4.8 指定输出波导的路径 69 0Ida]H  
4.9 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 71 e:D"_B  
4.10 添加输出波导并预览仿真结果 72 6<$|;w-OV  
4.11 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 74 ;_a oM&  
5 基于VB脚本进行波长扫描 75 {kH^OZ^(e  
5.1 定义波导材料 75 pe%)G6@G  
5.2 定义布局设置 76 gVJ#LJ  
5.3 创建波导 76 8m6nw0   
5.4 修改输入平面 77 h}>/Z3*  
5.5 指定波导的路径 78 Jwt I(>cI  
5.6 运行模拟 79 _5w?v~65  
5.7 在OptiBPM_Simulator中预览模拟结果 81 ==Mi1Q#5C  
5.8 应用VB脚本进行模拟 82 z 2VCK@0  
5.9 在OptiBPM_Analyzer中查看模拟结果 84 PjW+V`  
6 应用VB脚本设计一个3dB的耦合器 88 'f7 *RSKqb  
6.1 定义3dB耦合器所需的材料 88 5a!e%jj  
6.2 定义布局结构 89 I 47GQho  
6.3 绘制并定位波导 91 f$|v0Xs  
6.4 生成布局脚本 95 o=# [^Zv  
6.5 插入和编辑输入面 97 *b{lL5  
6.6 运行模拟 98 ]U1,NhZu  
6.7 修改布局脚本 100 ;6txTcn`=  
6.8 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 102 \g1@A"  
7 应用预定义扩散过程 104 sg"D;b:X  
7.1 创建一个由钛在铌酸锂中扩散所形成的线性波导 104 s [F' h-y  
7.2 定义布局设置 106 \u-e\w  
7.3 设计波导 107 X7d.Ie  
7.4 设置模拟参数 108 }lTZq|;A  
7.5 运行模拟 110 eu]iwOc&p  
7.6 基于钛和镁在铌酸锂中的扩散,创建一个掩埋波导 111 <bZm  
7.7 将模板以新的名称进行保存 111 x0h3jw+6  
7.8 添加一个新的轮廓 111  5vF}F^  
7.9 创建上方的线性波导 112 Q_0x6]/!  
8 各向异性BPM 115 zHOE.V2Qo  
8.1 定义材料 116 y*b.eO  
8.2 创建轮廓 117 3|+f si)x  
8.3 定义布局设置 118 @IY?DO  
8.4 创建线性波导 120 _<*GU@  
8.5 设置模拟参数 121  pl,Z  
8.6 预览介电常数分量 122 }t%>_  
8.7 创建输入面 123 s P4 ,S(+e  
8.8 运行各向异性BPM模拟 124 u 1{ym_  
9 创建一个chip-to-fiber对接耦合器 127 H'GYJ ?U"  
9.1 定义chip-to-fiber对接耦合器的材料和波导 128 }j(2Dl  
9.2 定义布局设置 130 _=*tDa  
9.3 创建一个chip-to-fiber对接耦合器 130 iQ{&&>V%  
9.4 编辑输入平面 132 -+=:+LhSMb  
9.5 设置模拟参数 134 >`<2}Me6  
9.6 运行模拟 135 "x|NG,<[9  
10 电光调制器 138 0 {JK4]C  
10.1 定义电解质材料 139 hJ[mf1je=  
10.2 定义电极材料 140 \}x'>6zr2  
10.3 定义轮廓 141 ]AA%J@  
10.4 绘制波导 144  4SffP/  
10.5 绘制电极 147 aR)en{W  
10.6 静电模拟 149 )Bn>/-  
10.7 电光模拟 151 xOL)Pjo /m  
11 折射率(RI)扫描 155 CC>fm 1#i\  
11.1 定义材料和通道 155 Dq zA U7  
11.2 定义布局设置 157 Xs>s|_T  
11.3 绘制线性波导 160 /"Yx@n  
11.4 插入输入面 160 F%#*U82  
11.5 创建脚本 161 xe6_RO%  
11.6 运行模拟 163 <P^hYj-swh  
11.7 在OptiBPM_Analyzer中预览结果 163 crNjI`%tw  
12 应用用户自定义扩散轮廓 165 u.kYp  
12.1 定义材料 165 .i+* #djx  
12.2 创建参考轮廓 166 pH\^1xj =  
12.3 定义布局设置 166 Q-`{PJ(p  
12.4 用户自定义轮廓 167 f>8B'%]  
12.5 根据参考轮廓检测用户自定义轮廓 170 [t.%&#baF  
13 马赫-泽德干涉仪开关 172 Sc/`=h]T  
13.1 定义材料 173 v<%kd[N  
13.2 创建钛扩散轮廓 173 wt}%2x} x  
13.3 定义晶圆 174 qqe2,X?  
13.4 创建器件 175 v : "m  
13.5 检查x-y切面的RI轮廓 177 -jVaS w t  
13.6 定义电极区域 178 :6W^ S/pf  
XD^ dlL  
13.7 定义输入平面和模拟参数 182 7rdw`  
13.8 运行模拟 182 w*:GM8=6  
13.9 创建脚本 184 z9M.e.  
14 应用OptiBPM和OptiSystem进行光集成电路模拟-散射数据导出 186 Vm~qk  
14.1 理论背景 186 mLg{6qm(q  
14.2 波导Vertical Offset位置设置 189 B`*f(  
14.3 生成脚本数据 190 Q=(@K4  
14.4 导出散射数据 193 sOl>5:D6  
14.5 创建臂 194 _hy{F%}  
14.6 在OptiSystem内加载*.s文件 197 ^`rpf\GX(  
14.7 加载两个臂的文件 200 {Z#e{~m#  
14.8 在OptiSystem内完成布局 201 Vd%v_Ek  
14.9 连接元件 202 n5v'  
14.10 运行模拟 203 -^iUVO`z  
14.11 创建图以查看结果 204 K$GRJ  
F!gNt<fZ  
有兴趣可以扫码加微联系 #v4LoNm  
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