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infotek 2024-03-21 09:23

光波导、耦合《OptiBPM入门教程》

前  言 2<i!{;u$qL  
RiDJ> 6S  
随着时代的发展,人们对光网络带宽的需求越来越高,光通信网络也越来越复杂。各类光通信系统中,存在着许多的波导类元件,如分束器,耦合器,复用器,AWG等,这些元件在整个光通信系统中起着至关重要的作用。而此类光波导器件研发人员,可以使用OptiBPM来对相关的元器件进行模拟分析与设计,这可以大大降低时间成本和物料成本。 "H7dft/  
Z/W:97M  
OptiBPM是基于光束传输算法(BPM-矢量BPM、半矢量BPM以及标量BPM)来模拟光通过任意波导介质(各向同性与各向异性)。并可使用合适的数值方法,如Crank-Nicholson方法和Scheme Parameter以及ADI,来进行计算,计算过程中可以使用合适的边界条件,如TBC和PML边界条件,以完成整个波导结构的仿真和分析,获得任意位置处的电磁场分布。 *1 uKr9  
FtpK)9/4  
通过OptiBPM,科研人员可以同时观察近场分布(包含幅度、相位等),检测辐射以及方向场(Guided Field)。OptiBPM能够提升科研人员在波导器件设计的效率,减小风险并降低整体研发产品成本。 h?AS{`.1  
hpHr\g  
本书详细描述了各类光波导模型的创建以及分析方法,旨在帮助OptiBPM软件初学者快速学会常用的软件功能。本书主要参考OptiWave公司发布的案例以及相关操作手册翻译整理而成。 ?qP7Y nl  
ZGBd%RWjG_  
本书第一章主要介绍了软件的安装方法以及软件的开发背景,第二~十三章,分别描述了如何创建以及分析常见的波导类器件,如MMI耦合器、MMI星形耦合器、3dB耦合器、电光调制器、Chip-to-Fiber对接耦合器、马赫泽德干涉仪等,并包含了创建各类波导的方法和分析方法,如参数扫描,脚本自定义等。第十四章主要描述了如何将OptiBPM设计的元器件,导入到OptiSystem(一款光通信系统模拟仿真软件)中做联合仿真,可以查看此元器件在光通信系统中的具体行为。 >=qf/K +#  
ynq}76 H0k  
《OptiBPM入门指南》,是由上海讯技光电工程师翻译整理而来,译者希望本书能够对OptiBPM的使用者有所帮助,通过学习后能够较好的掌握OptiBPM软件的基本使用方法。由于译者水平有限,书中错误纰漏之处在所难免,敬请同行读者批评和指正 SON-Z"v  
(SWYOMo"  
上海讯技光电科技有限公司
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目 录
Bn^0^J-  
1 入门指南 4 7S-ys+  
1.1 OptiBPM安装及说明 4 ]s]vZ  
1.2 OptiBPM简介 5 -f3p U:G8  
1.3 光波导介绍 8 pM+ AjPr  
1.4 快速入门 8 Tl%`P_J)-S  
2 创建一个简单的MMI耦合器 28 @'w"R/,n-@  
2.1 定义MMI耦合器材料 28 B\=L3eL<D  
2.2 定义布局设置 29 Vp#JS3Y  
2.3 创建一个MMI耦合器 31 _G[g;$ <  
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 {'N Z.  
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 cCSs  
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$Z-);(  
6.7 修改布局脚本 100 jTf@l?|  
6.8 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 102 b}OY4~ Y4  
7 应用预定义扩散过程 104 9V'%<pk''(  
7.1 创建一个由钛在铌酸锂中扩散所形成的线性波导 104 )bA;?i  
7.2 定义布局设置 106 wGU*:k7p  
7.3 设计波导 107 `Y+J-EQ  
7.4 设置模拟参数 108 )) Zf|86N  
7.5 运行模拟 110 G !<Z.]  
7.6 基于钛和镁在铌酸锂中的扩散,创建一个掩埋波导 111 qBU-~"2t  
7.7 将模板以新的名称进行保存 111 ZufR {^W  
7.8 添加一个新的轮廓 111 ,ZKr .`B  
7.9 创建上方的线性波导 112 h&|[eZt?F  
8 各向异性BPM 115 2{M^,=^>  
8.1 定义材料 116 fr,7rS/w{l  
8.2 创建轮廓 117 "MxnFeLM#  
8.3 定义布局设置 118 \Lq h j  
8.4 创建线性波导 120 lackB2J9 A  
8.5 设置模拟参数 121 NnO~dRx{  
8.6 预览介电常数分量 122 8{Q<N%Jnu  
8.7 创建输入面 123 >@BnV{ d  
8.8 运行各向异性BPM模拟 124 cy*?&~;  
9 创建一个chip-to-fiber对接耦合器 127 9 ^o-EC!_  
9.1 定义chip-to-fiber对接耦合器的材料和波导 128 ImCe K  
9.2 定义布局设置 130 lNNv|YiL  
9.3 创建一个chip-to-fiber对接耦合器 130 6f;fx}y  
9.4 编辑输入平面 132 4)E_0.C  
9.5 设置模拟参数 134 oYHj~t  
9.6 运行模拟 135 {Z{75}  
10 电光调制器 138 TbA}BFT`  
10.1 定义电解质材料 139 909?_ v  
10.2 定义电极材料 140 OL5v).Bb  
10.3 定义轮廓 141 gep;{G}  
10.4 绘制波导 144 < |e,05aM  
10.5 绘制电极 147 9K/HO!z  
10.6 静电模拟 149 H!vax)%-\  
10.7 电光模拟 151 jnd[6v=C7-  
11 折射率(RI)扫描 155 k[0-CB  
11.1 定义材料和通道 155 hS_6  
11.2 定义布局设置 157 QU#w%|  
11.3 绘制线性波导 160 X"MB|N y  
11.4 插入输入面 160 U!T~!C^  
11.5 创建脚本 161 %el"BSB  
11.6 运行模拟 163 V zBqjE_  
11.7 在OptiBPM_Analyzer中预览结果 163 z|fmrwkN'$  
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\7 KH@  
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  
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有兴趣可以扫码加微联系 |M8WyW  
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