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infotek 2024-03-21 09:23

光波导、耦合《OptiBPM入门教程》

前  言 %J%gXk}]  
6nSk,yE'hE  
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。 ;09J;sf  
o-' i)pp  
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。 !V-SV`+X  
8"* $e I5  
通过OptiBPM,科研人员可以同时观察近场分布(包含幅度、相位等),检测辐射以及方向场(Guided Field)。OptiBPM能够提升科研人员在波导器件设计的效率,减小风险并降低整体研发产品成本。 ujWHO$uz!  
/7"1\s0U  
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。 D3lYy>~d5;  
hA\8&pI;  
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。 $xZk{ rK  
n0i&P9@B1  
《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 qiF~I0_0  
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上海讯技光电科技有限公司
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目 录
uN(~JPAw5  
1 入门指南 4 ^{K8uN7  
1.1 OptiBPM安装及说明 4 Cw|SY  
1.2 OptiBPM简介 5 imhq*f#A[  
1.3 光波导介绍 8 8k`zMT  
1.4 快速入门 8 )?bb]hZg?O  
2 创建一个简单的MMI耦合器 28 \mu9ikZ<  
2.1 定义MMI耦合器材料 28 t5Mo'*j =  
2.2 定义布局设置 29 yK7>^p}V  
2.3 创建一个MMI耦合器 31 *f#4S_ws`  
2.4 插入input plane 35 *_wef/==  
2.5 运行模拟 39 F i/G, [q  
2.6 在OptiBPM_Analyzer中查看模拟结果 43 9cmJD5OO  
3 创建一个单弯曲器件 44 udZ: OU<  
3.1 定义一个单弯曲器件 44 enzQ}^  
3.2 定义布局设置 45 bv4cw#5z$9  
3.3 创建一个弧形波导 46 bg*{1^  
3.4 插入入射面 49 *pD;AU  
3.5 选择输出数据文件 53 kZ.3\  
3.6 运行模拟 54 C|J1x4sb@  
3.7 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 57 `s_TY%&_}g  
4 创建一个MMI星形耦合器 60 )x7hhEk=^  
4.1 定义MMI星形耦合器的材料 60 9h(hx 7]  
4.2 定义布局设置 61 X[~CLKH(  
4.3 创建一个MMI星形耦合器 61 ;2|H6IN"  
4.4 插入输入面 62 [;f"',)y,  
4.5 运行模拟 63 W7o/  
4.6 预览最大值 65 WO9/rF_  
4.7 绘制波导 69 m8PB2h  
4.8 指定输出波导的路径 69 bN&da [K  
4.9 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 71 K)@}Ok"#\4  
4.10 添加输出波导并预览仿真结果 72 iP%=Wo.  
4.11 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 74 U}0/V c26  
5 基于VB脚本进行波长扫描 75 zNf5OItx  
5.1 定义波导材料 75 8vw]u_e  
5.2 定义布局设置 76 T_Y}1n|7[  
5.3 创建波导 76 ^e,RM_.  
5.4 修改输入平面 77 \8D~,$,``|  
5.5 指定波导的路径 78 -*M:OF"Zh  
5.6 运行模拟 79 ECzNByP  
5.7 在OptiBPM_Simulator中预览模拟结果 81 8!SiTOzR?  
5.8 应用VB脚本进行模拟 82 jf/9]`Hf  
5.9 在OptiBPM_Analyzer中查看模拟结果 84 B^?XE(.  
6 应用VB脚本设计一个3dB的耦合器 88 ( `+Z'Y  
6.1 定义3dB耦合器所需的材料 88 ACYn87tq  
6.2 定义布局结构 89 fO>~V1  
6.3 绘制并定位波导 91 Z5[:Zf?h7J  
6.4 生成布局脚本 95 ?&m]du#6  
6.5 插入和编辑输入面 97 )+,jal^7  
6.6 运行模拟 98 8w[EyVHA  
6.7 修改布局脚本 100 3raA^d3!?  
6.8 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 102 [9_ (+E[}  
7 应用预定义扩散过程 104 eBIR *TZ):  
7.1 创建一个由钛在铌酸锂中扩散所形成的线性波导 104 ~(/HgFLLu  
7.2 定义布局设置 106 ,P@-DDJ  
7.3 设计波导 107 3rg^R"&  
7.4 设置模拟参数 108 [Mc5N  
7.5 运行模拟 110 a?~csP^?}  
7.6 基于钛和镁在铌酸锂中的扩散,创建一个掩埋波导 111 vqi$}=%n?W  
7.7 将模板以新的名称进行保存 111 MjC%6%HI  
7.8 添加一个新的轮廓 111 l|em E ^  
7.9 创建上方的线性波导 112 ha! "BR  
8 各向异性BPM 115 D#1~]d  
8.1 定义材料 116 m@u`$rOh  
8.2 创建轮廓 117 ;w(1Ydo  
8.3 定义布局设置 118 ?(8%SPRk  
8.4 创建线性波导 120 ld}$Tsy0  
8.5 设置模拟参数 121 {taVAcb  
8.6 预览介电常数分量 122 ,GU/l)os`  
8.7 创建输入面 123 otD?J= B  
8.8 运行各向异性BPM模拟 124 yGG B  
9 创建一个chip-to-fiber对接耦合器 127 lY*]&8/=  
9.1 定义chip-to-fiber对接耦合器的材料和波导 128 ;OU>AnWr(&  
9.2 定义布局设置 130 T}Vpy`  
9.3 创建一个chip-to-fiber对接耦合器 130 AWXpA1(  
9.4 编辑输入平面 132 "ak9LZQ9z  
9.5 设置模拟参数 134 kseJm+Hc  
9.6 运行模拟 135 wKS-O%?  
10 电光调制器 138 6oh@$.ThG  
10.1 定义电解质材料 139 hUvuq,LH_  
10.2 定义电极材料 140 `Uj?PcS_  
10.3 定义轮廓 141 ]~S+nl yd<  
10.4 绘制波导 144 yL x .#kx6  
10.5 绘制电极 147 QsJW"4d  
10.6 静电模拟 149 DE\bYxJ  
10.7 电光模拟 151 KI@    
11 折射率(RI)扫描 155 "Lq|66  
11.1 定义材料和通道 155 )]c3bMVE-  
11.2 定义布局设置 157 A a} o*  
11.3 绘制线性波导 160 f H|QAMfOu  
11.4 插入输入面 160 83ic@[  
11.5 创建脚本 161 3u0<v%Qi  
11.6 运行模拟 163 +VLe'|  
11.7 在OptiBPM_Analyzer中预览结果 163 k7|z$=zY  
12 应用用户自定义扩散轮廓 165 fb.\V]K  
12.1 定义材料 165 W#jZRviyq!  
12.2 创建参考轮廓 166 W({TC  
12.3 定义布局设置 166 -F+P;S  
12.4 用户自定义轮廓 167 {_XrZ(y/  
12.5 根据参考轮廓检测用户自定义轮廓 170 tK|9qs<%  
13 马赫-泽德干涉仪开关 172 -N7L #a  
13.1 定义材料 173 koEX4q  
13.2 创建钛扩散轮廓 173 0SY f<$  
13.3 定义晶圆 174 f./m7TZ  
13.4 创建器件 175 o47 f  
13.5 检查x-y切面的RI轮廓 177 !\#Wk0Ku  
13.6 定义电极区域 178 cP@F #!2  
 Ep\  
13.7 定义输入平面和模拟参数 182 |[owNV>  
13.8 运行模拟 182 fQW_YQsb  
13.9 创建脚本 184 wL-ydMIx  
14 应用OptiBPM和OptiSystem进行光集成电路模拟-散射数据导出 186 grCO-S|j^  
14.1 理论背景 186 xa{<R+LR  
14.2 波导Vertical Offset位置设置 189 O/Y\ps3r  
14.3 生成脚本数据 190 +eBMn(7Cgv  
14.4 导出散射数据 193 {;iH Yr-zs  
14.5 创建臂 194 3cCK"kr  
14.6 在OptiSystem内加载*.s文件 197 9jMC |oE  
14.7 加载两个臂的文件 200 G=C5T(  
14.8 在OptiSystem内完成布局 201 xv$)u<Ve  
14.9 连接元件 202 Z[k#AgC)  
14.10 运行模拟 203 lbB.*oQ  
14.11 创建图以查看结果 204 ;;YcuzQI3  
L`jB)wF /J  
有兴趣可以扫码加微联系 3_L1Wm  
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