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infotek 2024-03-21 09:23

光波导、耦合《OptiBPM入门教程》

前  言 n_A3#d<9  
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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。 d$!RZHo10V  
g) jYFfGfH  
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。 }Sv:`9=  
m-, x<bM?  
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。 #\m<Sz5Gp#  
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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。 #_p\Ie*rd  
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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。 :vbW  
e\L8oOk#r  
《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 6i/(5 nQ  
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上海讯技光电科技有限公司
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目 录
G 3ptx! D  
1 入门指南 4 ?Ir:g=RP*  
1.1 OptiBPM安装及说明 4  @q) d  
1.2 OptiBPM简介 5 (4nq>;$3  
1.3 光波导介绍 8 ~t~|"u"P  
1.4 快速入门 8 3JR+O <3D  
2 创建一个简单的MMI耦合器 28 abVmkdP_s  
2.1 定义MMI耦合器材料 28 (tW`=]z-<  
2.2 定义布局设置 29 |FRg\#kf%  
2.3 创建一个MMI耦合器 31 OjA,]Gv6  
2.4 插入input plane 35 ]`WJOx4  
2.5 运行模拟 39 [$UI8tV  
2.6 在OptiBPM_Analyzer中查看模拟结果 43 X:{!n({r=  
3 创建一个单弯曲器件 44 v3>UV8c'  
3.1 定义一个单弯曲器件 44 mt.))#1  
3.2 定义布局设置 45 e\/w'  
3.3 创建一个弧形波导 46 $*m-R*kt  
3.4 插入入射面 49 |_U= z;Y  
3.5 选择输出数据文件 53 Tlr v={  
3.6 运行模拟 54 "0TZTa1e  
3.7 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 57 u ^RxD^=L  
4 创建一个MMI星形耦合器 60 klhtKp_p  
4.1 定义MMI星形耦合器的材料 60 hi[pVk~B)  
4.2 定义布局设置 61 }Y4qS  
4.3 创建一个MMI星形耦合器 61 e+K^A q  
4.4 插入输入面 62 `M6)f?|$.  
4.5 运行模拟 63 ,2ar7 5Va  
4.6 预览最大值 65 vZ Lf  
4.7 绘制波导 69 > Nr#O  
4.8 指定输出波导的路径 69 kG*~ |ma  
4.9 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 71 2J;g{95z  
4.10 添加输出波导并预览仿真结果 72 i}?>g-(  
4.11 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 74 3;Fhg!Z O  
5 基于VB脚本进行波长扫描 75 #e5\j\#.  
5.1 定义波导材料 75 T6k0>[3xf  
5.2 定义布局设置 76 :~^ (g$Z  
5.3 创建波导 76 xId.GWY1  
5.4 修改输入平面 77 !f6(Zho  
5.5 指定波导的路径 78 cN9t{.m  
5.6 运行模拟 79 1-QS~)+  
5.7 在OptiBPM_Simulator中预览模拟结果 81 _J[P[(ab  
5.8 应用VB脚本进行模拟 82 ete.!*=  
5.9 在OptiBPM_Analyzer中查看模拟结果 84 3f;>" P}  
6 应用VB脚本设计一个3dB的耦合器 88 ~u+9J}  
6.1 定义3dB耦合器所需的材料 88 TuqH*{NNy9  
6.2 定义布局结构 89 _wL BA^d^  
6.3 绘制并定位波导 91 & ZB  
6.4 生成布局脚本 95 dC4'{ n|7  
6.5 插入和编辑输入面 97 =mmWl9'mJ  
6.6 运行模拟 98 /H+a0`/  
6.7 修改布局脚本 100 BFW&2  
6.8 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 102 {kAc(  
7 应用预定义扩散过程 104 >&#)Tqt!?  
7.1 创建一个由钛在铌酸锂中扩散所形成的线性波导 104 uRe'%?W  
7.2 定义布局设置 106 7j)8Djzp|  
7.3 设计波导 107 1g~R/*Jo  
7.4 设置模拟参数 108 ^y4Z+Gu[  
7.5 运行模拟 110 kz7(Z'pw  
7.6 基于钛和镁在铌酸锂中的扩散,创建一个掩埋波导 111 FNId ;  
7.7 将模板以新的名称进行保存 111 8sK9G` k  
7.8 添加一个新的轮廓 111 VOh4#%Vj  
7.9 创建上方的线性波导 112 f'3$9x  
8 各向异性BPM 115 hwNf~3eJk  
8.1 定义材料 116 t<?,F  
8.2 创建轮廓 117 -RK- Fu<e  
8.3 定义布局设置 118 $]2vvr  
8.4 创建线性波导 120 R_S.tT!  
8.5 设置模拟参数 121 01(AK%e  
8.6 预览介电常数分量 122 R,=fv   
8.7 创建输入面 123 Ok\7y-w^  
8.8 运行各向异性BPM模拟 124 Nu~lsWyRI5  
9 创建一个chip-to-fiber对接耦合器 127 Hg (Gl  
9.1 定义chip-to-fiber对接耦合器的材料和波导 128 _/<x   
9.2 定义布局设置 130 {+Cy U!O  
9.3 创建一个chip-to-fiber对接耦合器 130 t#eTV@-  
9.4 编辑输入平面 132 3%=~) 7cF  
9.5 设置模拟参数 134 1D!<'`)AY  
9.6 运行模拟 135 K@w{"7}  
10 电光调制器 138 x# 5A(g  
10.1 定义电解质材料 139 dzrio-QU~  
10.2 定义电极材料 140 ayF\nk4b  
10.3 定义轮廓 141 jsi!fx2Rm  
10.4 绘制波导 144 i,9)\1R  
10.5 绘制电极 147 l_%6  
10.6 静电模拟 149 *% @h(js  
10.7 电光模拟 151 'K,:j 388  
11 折射率(RI)扫描 155 "AGLVp.zT  
11.1 定义材料和通道 155 TBU&6M>{3  
11.2 定义布局设置 157 [Hh9a;.*}h  
11.3 绘制线性波导 160 e'b(gD}  
11.4 插入输入面 160 hODWB&b  
11.5 创建脚本 161 Ck7uJI<x  
11.6 运行模拟 163 3WIk  
11.7 在OptiBPM_Analyzer中预览结果 163 b(O3@Q6[  
12 应用用户自定义扩散轮廓 165 !ff&W1@  
12.1 定义材料 165 SQt 4v"  
12.2 创建参考轮廓 166 S\!ana])  
12.3 定义布局设置 166 n t7.?$  
12.4 用户自定义轮廓 167 C#Iybg  
12.5 根据参考轮廓检测用户自定义轮廓 170 j^rIH#V   
13 马赫-泽德干涉仪开关 172 U2s /2 [.  
13.1 定义材料 173 !^Y(^RS@  
13.2 创建钛扩散轮廓 173 :T !'N\7  
13.3 定义晶圆 174 :@A9](gI  
13.4 创建器件 175 |R\>@Mg#B  
13.5 检查x-y切面的RI轮廓 177 _Qi&J.U>  
13.6 定义电极区域 178 ^\&e:Nkh  
WKa~[j|-K  
13.7 定义输入平面和模拟参数 182 xLH)P<^`C  
13.8 运行模拟 182 Bad:n o\W  
13.9 创建脚本 184 mZ"4&U  
14 应用OptiBPM和OptiSystem进行光集成电路模拟-散射数据导出 186 a8Nh=^Py  
14.1 理论背景 186 :^3LvPM  
14.2 波导Vertical Offset位置设置 189 6]%sFy2  
14.3 生成脚本数据 190 UVIKQpA]A  
14.4 导出散射数据 193 .O}%  
14.5 创建臂 194 -"60d @.  
14.6 在OptiSystem内加载*.s文件 197 R>mmoG}MQ[  
14.7 加载两个臂的文件 200 h/hmlnOQl  
14.8 在OptiSystem内完成布局 201 ):_\;.L  
14.9 连接元件 202 ' AEE[  
14.10 运行模拟 203 XtSkh] #z!  
14.11 创建图以查看结果 204 RxWVe-Dg  
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有兴趣可以扫码加微联系 \WB<86+z  
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