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2024-03-21 09:23 |
光波导、耦合《OptiBPM入门教程》
前 言 nRE}F5k Q:MsD. 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< -$kJERvy 通过OptiBPM,科研人员可以同时观察近场分布(包含幅度、相位等),检测辐射以及方向场(Guided Field)。OptiBPM能够提升科研人员在波导器件设计的效率,减小风险并降低整体研发产品成本。 ]`kvq0Gyb 7cy~qg 本书详细描述了各类光波导模型的创建以及分析方法,旨在帮助OptiBPM软件初学者快速学会常用的软件功能。本书主要参考OptiWave公司发布的案例以及相关操作手册翻译整理而成。 \9?<E[ GJuD
: 本书第一章主要介绍了软件的安装方法以及软件的开发背景,第二~十三章,分别描述了如何创建以及分析常见的波导类器件,如MMI耦合器、MMI星形耦合器、3dB耦合器、电光调制器、Chip-to-Fiber对接耦合器、马赫泽德干涉仪等,并包含了创建各类波导的方法和分析方法,如参数扫描,脚本自定义等。第十四章主要描述了如何将OptiBPM设计的元器件,导入到OptiSystem(一款光通信系统模拟仿真软件)中做联合仿真,可以查看此元器件在光通信系统中的具体行为。 /uc/x+(_ &B85; 《OptiBPM入门指南》,是由上海讯技光电工程师翻译整理而来,译者希望本书能够对OptiBPM的使用者有所帮助,通过学习后能够较好的掌握OptiBPM软件的基本使用方法。由于译者水平有限,书中错误纰漏之处在所难免,敬请同行读者批评和指正 ;VH]TKkk ;'
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上海讯技光电科技有限公司 A X#!9-m3 PmY:sJ{M 目 录 hpyre B 1 入门指南 4 WuQYEbap 1.1 OptiBPM安装及说明 4 &zd7t6 1.2 OptiBPM简介 5 BT1'@qF 1.3 光波导介绍 8 Y_B 4s- 1.4 快速入门 8 Q(IS= 2 创建一个简单的MMI耦合器 28 3# (5Kco 2.1 定义MMI耦合器材料 28 .:raeDrd 2.2 定义布局设置 29 &aQ)x 2.3 创建一个MMI耦合器 31 UmE{>5Pt 2.4 插入input plane 35 #]N9/Hij#g 2.5 运行模拟 39 KEN-G 2.6 在OptiBPM_Analyzer中查看模拟结果 43 csM|VNE> 3 创建一个单弯曲器件 44 |K-lgrA 3.1 定义一个单弯曲器件 44 Ft rw3OxN 3.2 定义布局设置 45 A(p 3.3 创建一个弧形波导 46 1c"m$)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<$|;w-OV 4.11 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 74 ;_aoM& 5 基于VB脚本进行波长扫描 75 {kH^OZ^(e 5.1 定义波导材料 75 pe%)G6@G 5.2 定义布局设置 76 g VJ#LJ 5.3 创建波导 76 8m6 nw0 5.4 修改输入平面 77 h}>/Z3* 5.5 指定波导的路径 78 JwtI(>cI 5.6 运行模拟 79 _5w?v~6 5 5.7 在OptiBPM_Simulator中预览模拟结果 81 ==Mi1Q#5C 5.8 应用VB脚本进行模拟 82 z
2VCK@0 5.9 在OptiBPM_Analyzer中查看模拟结果 84 PjW+V` 6 应用VB脚本设计一个3dB的耦合器 88 'f7
*RSKqb 6.1 定义3dB耦合器所需的材料 88 5a!e%jj 6.2 定义布局结构 89 I 47GQho 6.3 绘制并定位波导 91 f$|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 u1{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>fm1#i\ 11.1 定义材料和通道 155 DqzA 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 q qe2,X? 13.4 创建器件 175 v:"m 13.5 检查x-y切面的RI轮廓 177 -jVaS wt 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$G RJ F!gNt<fZ 有兴趣可以扫码加微联系 #v4LoNm [attachment=127242]
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