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infotek 2024-03-21 09:23

光波导、耦合《OptiBPM入门教程》

前  言 !92zC._  
uLK4tQ  
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。 z~R:!O-  
FsXqF&{  
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。 .on}F>3k$  
E5EAk6  
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。 5N'Z"C0  
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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。 5kju{2`GF  
bFt$u]Yvo  
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。 <T0+-]i  
MPxe|Wws  
《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 N-Jp; D  
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上海讯技光电科技有限公司
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G&?,L:^t  
目 录
FLE2]cL-  
1 入门指南 4 3 %'Y):  
1.1 OptiBPM安装及说明 4 ,^#{k!uaC{  
1.2 OptiBPM简介 5 X u+^41  
1.3 光波导介绍 8 )t#v55M  
1.4 快速入门 8 y))) {X  
2 创建一个简单的MMI耦合器 28 (TjY1,f!H  
2.1 定义MMI耦合器材料 28 %x2_njDd  
2.2 定义布局设置 29 <RFT W}f!  
2.3 创建一个MMI耦合器 31 6k@(7Mw8A  
2.4 插入input plane 35 "dN4EA&QJ  
2.5 运行模拟 39 &0='z  
2.6 在OptiBPM_Analyzer中查看模拟结果 43 *sPG,6>  
3 创建一个单弯曲器件 44 sPod)w?e  
3.1 定义一个单弯曲器件 44 (> {CwtH][  
3.2 定义布局设置 45 ^G~C#t^  
3.3 创建一个弧形波导 46 d>f.p"B.gj  
3.4 插入入射面 49 # {'1\@q  
3.5 选择输出数据文件 53 * t-Wol  
3.6 运行模拟 54 W_sAk~uK/  
3.7 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 57 U~)i&":sN  
4 创建一个MMI星形耦合器 60 OK6c"*<z  
4.1 定义MMI星形耦合器的材料 60 s:fy *6=[Z  
4.2 定义布局设置 61 _?+gfi+  
4.3 创建一个MMI星形耦合器 61 NdlJdq  
4.4 插入输入面 62 Uo7V)I;o  
4.5 运行模拟 63 6u'+#nm  
4.6 预览最大值 65 j%V95M% $  
4.7 绘制波导 69 #:5vN-9?  
4.8 指定输出波导的路径 69 #RG/B2  
4.9 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 71 E[Rd= /P6  
4.10 添加输出波导并预览仿真结果 72 Y@+e)p{  
4.11 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 74 )<vU F]e~  
5 基于VB脚本进行波长扫描 75 k!^Au8Up?  
5.1 定义波导材料 75 n&`=.[+A  
5.2 定义布局设置 76 ^F*G  
5.3 创建波导 76 2GHmA_7P  
5.4 修改输入平面 77 _I&];WM\  
5.5 指定波导的路径 78 ^D{!!)O  
5.6 运行模拟 79 BaLvlB  
5.7 在OptiBPM_Simulator中预览模拟结果 81 NJVAvq2E.  
5.8 应用VB脚本进行模拟 82 bw@"MF{  
5.9 在OptiBPM_Analyzer中查看模拟结果 84 ?3x7_=4t@  
6 应用VB脚本设计一个3dB的耦合器 88 jmDQKqEc|l  
6.1 定义3dB耦合器所需的材料 88 A`NkgVq5:  
6.2 定义布局结构 89 4FWb5b!A=  
6.3 绘制并定位波导 91 OF4iGFw  
6.4 生成布局脚本 95 '`/Qr~]  
6.5 插入和编辑输入面 97 7V^\fh5~  
6.6 运行模拟 98 #LGAvFA*_F  
6.7 修改布局脚本 100 Q :<&<i=I  
6.8 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 102 v(=?ge YLo  
7 应用预定义扩散过程 104 )&Bf%1>  
7.1 创建一个由钛在铌酸锂中扩散所形成的线性波导 104 vS!%!-F  
7.2 定义布局设置 106 !,}F2z?4c  
7.3 设计波导 107 ?"d25LyN  
7.4 设置模拟参数 108 V<ZohB?y  
7.5 运行模拟 110 IQ${2Dpg[  
7.6 基于钛和镁在铌酸锂中的扩散,创建一个掩埋波导 111 oj|\NlR  
7.7 将模板以新的名称进行保存 111 5#DtaVz  
7.8 添加一个新的轮廓 111 YA";&|V  
7.9 创建上方的线性波导 112 #s4v0auK  
8 各向异性BPM 115 W? `%it5  
8.1 定义材料 116 )_m#|U?Rex  
8.2 创建轮廓 117 =JqKdLH  
8.3 定义布局设置 118 N8]DW_bsB  
8.4 创建线性波导 120 sPu@t&$  
8.5 设置模拟参数 121 l,I[r$TCf  
8.6 预览介电常数分量 122 &<oZl.T  
8.7 创建输入面 123 sQ4~oZZ  
8.8 运行各向异性BPM模拟 124 wM]j#  
9 创建一个chip-to-fiber对接耦合器 127 }i)^?@  
9.1 定义chip-to-fiber对接耦合器的材料和波导 128 qs["&\@  
9.2 定义布局设置 130 9r5<A!1#L  
9.3 创建一个chip-to-fiber对接耦合器 130 #@i1jZ  
9.4 编辑输入平面 132 lY.{v]i }  
9.5 设置模拟参数 134 ySS kw7  
9.6 运行模拟 135 ?`,Rkg0fe  
10 电光调制器 138 Id<3'ky<N  
10.1 定义电解质材料 139 l"C)Ia&/  
10.2 定义电极材料 140 12Lc$\3P  
10.3 定义轮廓 141 Po ,zTz   
10.4 绘制波导 144 ls^| j%$J  
10.5 绘制电极 147 -W#-m'Lvu  
10.6 静电模拟 149 q1|! oQ  
10.7 电光模拟 151 uT#MVv~.  
11 折射率(RI)扫描 155 &fyT}M A  
11.1 定义材料和通道 155 &s+F+8"P+  
11.2 定义布局设置 157 B%.XWW$  
11.3 绘制线性波导 160 p+t79F.js  
11.4 插入输入面 160 f|U J%}$v;  
11.5 创建脚本 161 |JR;E$  
11.6 运行模拟 163 2l8TX#K  
11.7 在OptiBPM_Analyzer中预览结果 163 &fIx2ZM[  
12 应用用户自定义扩散轮廓 165 nB8JdM2h{  
12.1 定义材料 165 T|/B}srm  
12.2 创建参考轮廓 166 JfrPK/Vn  
12.3 定义布局设置 166 uB`H9  
12.4 用户自定义轮廓 167 9b8kRz[ c  
12.5 根据参考轮廓检测用户自定义轮廓 170 |%i|P)]  
13 马赫-泽德干涉仪开关 172 snl$v  
13.1 定义材料 173 ,{pC1A@s  
13.2 创建钛扩散轮廓 173 o#X=1us  
13.3 定义晶圆 174 SEL7,8 Hm  
13.4 创建器件 175 k=7+JI"J  
13.5 检查x-y切面的RI轮廓 177 _:ORu Vk  
13.6 定义电极区域 178 6G6B!x  
`;:zZ8*  
13.7 定义输入平面和模拟参数 182 T##_?=22I  
13.8 运行模拟 182 5@:c6(5$  
13.9 创建脚本 184 "%,KZI  
14 应用OptiBPM和OptiSystem进行光集成电路模拟-散射数据导出 186 B <CK~ybY  
14.1 理论背景 186 W,g0n=2V  
14.2 波导Vertical Offset位置设置 189 VkD8h+)  
14.3 生成脚本数据 190 :.K#=ROP  
14.4 导出散射数据 193 bM9:h  
14.5 创建臂 194 ~I_v {  
14.6 在OptiSystem内加载*.s文件 197 E>|xv#:~DV  
14.7 加载两个臂的文件 200 %)|_&Rh  
14.8 在OptiSystem内完成布局 201 fFBD5q(n  
14.9 连接元件 202 <]/z45?  
14.10 运行模拟 203 cl4Vi%   
14.11 创建图以查看结果 204 6z(eW]p  
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有兴趣可以扫码加微联系 "(U%Vg|)  
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