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infotek 2024-03-21 09:23

光波导、耦合《OptiBPM入门教程》

前  言 Tm0?[[3hC  
TZ)(ZKX*R  
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。 P^i6MZ?   
_ak.G=  
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。 3~#ZE;>#  
"~B~{ _<j  
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。 `W6:=H  
,!xz*o+#@  
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。 3XMBu*  
9N`+ O  
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。 Tey,N^=ek  
KBp!zSl  
《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 qQ3 ]E][/  
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上海讯技光电科技有限公司
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目 录
}?\#_BCjx(  
1 入门指南 4 :T8u?@ .  
1.1 OptiBPM安装及说明 4 \3J+OY  
1.2 OptiBPM简介 5 Y0R\u\b  
1.3 光波导介绍 8 x0N-[//YV  
1.4 快速入门 8 +Y_Q?/M@8  
2 创建一个简单的MMI耦合器 28 A?%XO %  
2.1 定义MMI耦合器材料 28 >"2\D|-/  
2.2 定义布局设置 29 D~[ N_  
2.3 创建一个MMI耦合器 31 <ls i.x\y<  
2.4 插入input plane 35 Jv '3](  
2.5 运行模拟 39 zM3H@;}m  
2.6 在OptiBPM_Analyzer中查看模拟结果 43 G~Q*:m  
3 创建一个单弯曲器件 44 \{Ox@   
3.1 定义一个单弯曲器件 44 4okHAv8;  
3.2 定义布局设置 45 I\F=s-VVY  
3.3 创建一个弧形波导 46 R(n0!h4  
3.4 插入入射面 49 v ](G?L9b  
3.5 选择输出数据文件 53 %BT)oH}  
3.6 运行模拟 54 `&"H* Ie  
3.7 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 57 Cv?<}q  
4 创建一个MMI星形耦合器 60 g(z#h$@S  
4.1 定义MMI星形耦合器的材料 60 ;'Z,[a  
4.2 定义布局设置 61 [5}cU{M  
4.3 创建一个MMI星形耦合器 61 8_sU8q*s  
4.4 插入输入面 62 wnZ*k(  
4.5 运行模拟 63 .3g\[p   
4.6 预览最大值 65 uj+.L6S  
4.7 绘制波导 69 4`EvEv$i  
4.8 指定输出波导的路径 69 @h z0:ezg:  
4.9 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 71 O#uaGziFf  
4.10 添加输出波导并预览仿真结果 72 eX]9m Q]E  
4.11 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 74 hCOy\[2$  
5 基于VB脚本进行波长扫描 75 lhW#IiX  
5.1 定义波导材料 75 z!Pdivx  
5.2 定义布局设置 76 }AeE|RNc  
5.3 创建波导 76 i&SBW0)  
5.4 修改输入平面 77 F?+Uar|-a  
5.5 指定波导的路径 78 }y -AoG  
5.6 运行模拟 79 s K$Sar  
5.7 在OptiBPM_Simulator中预览模拟结果 81 3ec==.  
5.8 应用VB脚本进行模拟 82 z? b(|f\!  
5.9 在OptiBPM_Analyzer中查看模拟结果 84 ;]O 7^s#v  
6 应用VB脚本设计一个3dB的耦合器 88 f@x( ,p  
6.1 定义3dB耦合器所需的材料 88 (fLbg,  
6.2 定义布局结构 89 .ON$vn7  
6.3 绘制并定位波导 91 q}7Df!<|  
6.4 生成布局脚本 95 a_#eGe>  
6.5 插入和编辑输入面 97 )eedfb1  
6.6 运行模拟 98 U mx  
6.7 修改布局脚本 100 m= beB\=  
6.8 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 102 H&>>]DD  
7 应用预定义扩散过程 104 L-X _b3E\  
7.1 创建一个由钛在铌酸锂中扩散所形成的线性波导 104 -fZShOBY`  
7.2 定义布局设置 106 kosJ]q'U  
7.3 设计波导 107 IB]VPj5  
7.4 设置模拟参数 108 4 *2>R8SX~  
7.5 运行模拟 110 1wH/#K  
7.6 基于钛和镁在铌酸锂中的扩散,创建一个掩埋波导 111 "=5vgg3  
7.7 将模板以新的名称进行保存 111 =*)O80oaW  
7.8 添加一个新的轮廓 111 Zv7$epDUz  
7.9 创建上方的线性波导 112 [ QL<&:s&  
8 各向异性BPM 115 pQm!Bt L  
8.1 定义材料 116 '' A[`,3  
8.2 创建轮廓 117  sCf(h  
8.3 定义布局设置 118 AZ Lt'9UD  
8.4 创建线性波导 120 JMe[ .S x  
8.5 设置模拟参数 121 A,CPR0g%  
8.6 预览介电常数分量 122 moM&2rgdrQ  
8.7 创建输入面 123 !v;_@iW3e  
8.8 运行各向异性BPM模拟 124 Q9'p3"yoE  
9 创建一个chip-to-fiber对接耦合器 127 k~EPVJh"  
9.1 定义chip-to-fiber对接耦合器的材料和波导 128 Y Z2VP  
9.2 定义布局设置 130 o5G"J"vxe  
9.3 创建一个chip-to-fiber对接耦合器 130 ?~y(--.t;T  
9.4 编辑输入平面 132 w!9WCl]9M  
9.5 设置模拟参数 134 arH\QPaka'  
9.6 运行模拟 135 hy`)]>9z~  
10 电光调制器 138 !?-5 hh1\  
10.1 定义电解质材料 139 Xs,PT  
10.2 定义电极材料 140 r#w_=h)  
10.3 定义轮廓 141 > mDubP  
10.4 绘制波导 144 *L8HC8IbH  
10.5 绘制电极 147 u#k6v\/  
10.6 静电模拟 149 GpQF * x  
10.7 电光模拟 151 9TN5|x  
11 折射率(RI)扫描 155 8}E(UsTa  
11.1 定义材料和通道 155 .Qw@H#dtW  
11.2 定义布局设置 157 Jt, 4@  
11.3 绘制线性波导 160 >u#VHaB  
11.4 插入输入面 160 Y/I6.K3  
11.5 创建脚本 161 DWxh{h">  
11.6 运行模拟 163 hBSJEP  
11.7 在OptiBPM_Analyzer中预览结果 163 !l~aRj-WZ  
12 应用用户自定义扩散轮廓 165 c89vx 9  
12.1 定义材料 165 8t \>  
12.2 创建参考轮廓 166 3kQ8*S  
12.3 定义布局设置 166 H 1X]tw.  
12.4 用户自定义轮廓 167 ~TR|Pv  
12.5 根据参考轮廓检测用户自定义轮廓 170 ]@}BdMlHp  
13 马赫-泽德干涉仪开关 172 ?v~3zHK  
13.1 定义材料 173 7Cp_ 41._  
13.2 创建钛扩散轮廓 173 u9~J1s<e  
13.3 定义晶圆 174 G6bg ~V5Q:  
13.4 创建器件 175 tBUQf*B  
13.5 检查x-y切面的RI轮廓 177 Z6@J-<u  
13.6 定义电极区域 178 !#s7 F  
Rw8m5U  
13.7 定义输入平面和模拟参数 182 Ou,_l  
13.8 运行模拟 182 z6r/ w  
13.9 创建脚本 184 wo9f99  
14 应用OptiBPM和OptiSystem进行光集成电路模拟-散射数据导出 186 {S(T1ua  
14.1 理论背景 186 rM.<Gi05Qe  
14.2 波导Vertical Offset位置设置 189 5FKd{V'  
14.3 生成脚本数据 190 ^}\R]})w"  
14.4 导出散射数据 193 }Cg~::,"  
14.5 创建臂 194 #;]F:TlR  
14.6 在OptiSystem内加载*.s文件 197 Khd,|pM  
14.7 加载两个臂的文件 200 [i#Gqx>'w  
14.8 在OptiSystem内完成布局 201 MX\-)e#  
14.9 连接元件 202 gi >{`.]  
14.10 运行模拟 203 1e} 3L2rC  
14.11 创建图以查看结果 204 VbR.tz  
>f8,YisH  
有兴趣可以扫码加微联系 ;mlIWn  
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