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2024-03-21 09:23 |
光波导、耦合《OptiBPM入门教程》
前 言 i
}gxq W=\dsdnu* 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。 .}<B*e=y Y#Vy:x[ 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。 @YB\PVhW 9c7}-Go 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。 +r!h* 4 l>(G3lIw 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。 {G0)mp, !Cy2>6v7 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。 .nH
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td&l T(7 《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 |YFD|
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上海讯技光电科技有限公司 wqOhJYc Lb{D5k*XU 目 录 G0Eq}MyF 1 入门指南 4 LG|,g3& 1.1 OptiBPM安装及说明 4 Aii[=x8 1.2 OptiBPM简介 5 8)!;[G| 1.3 光波导介绍 8 ui{_w @o 1.4 快速入门 8 M<srJ8|' 2 创建一个简单的MMI耦合器 28 g\)z!DQ] 2.1 定义MMI耦合器材料 28 A,e^bM
2.2 定义布局设置 29 Pvw%,=41O 2.3 创建一个MMI耦合器 31 k9xKaJ%1 2.4 插入input plane 35 @#tSx 2.5 运行模拟 39 !gf3%!% 2.6 在OptiBPM_Analyzer中查看模拟结果 43 j[`?`RyU 3 创建一个单弯曲器件 44 ~&:R\ 3.1 定义一个单弯曲器件 44 Z :+#3.4$3 3.2 定义布局设置 45 %p60pn[( 3.3 创建一个弧形波导 46 ~`E4E 3.4 插入入射面 49 (F YJ^o 3.5 选择输出数据文件 53 q_&IZ,{Vk 3.6 运行模拟 54 vNSf:5H$ 3.7 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 57 A%2}?Ds 4 创建一个MMI星形耦合器 60 Y%l3SB,5L 4.1 定义MMI星形耦合器的材料 60 ?&m]du#6 4.2 定义布局设置 61 AyO|9!F@A 4.3 创建一个MMI星形耦合器 61 6{X>9hD 4.4 插入输入面 62 y}HC\A77uD 4.5 运行模拟 63 @EZONKT 4.6 预览最大值 65 iGMONJRO 4.7 绘制波导 69 Zwns|23n 4.8 指定输出波导的路径 69 yo,!u\^x 4.9 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 71 RAI&;" 4.10 添加输出波导并预览仿真结果 72 tlgvBRH> 4.11 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 74 3]es$ Jy 5 基于VB脚本进行波长扫描 75 +yH~G9u( 5.1 定义波导材料 75 j]"xck 5.2 定义布局设置 76 34kd|!e, 5.3 创建波导 76 ]/Qy1, 5.4 修改输入平面 77 1<`7MN 5.5 指定波导的路径 78 !cwVJe 5.6 运行模拟 79 iBC>w+t14 5.7 在OptiBPM_Simulator中预览模拟结果 81 f;H#TSJ 5.8 应用VB脚本进行模拟 82 UiZp-Y%ki 5.9 在OptiBPM_Analyzer中查看模拟结果 84 H<}eoU. 6 应用VB脚本设计一个3dB的耦合器 88 =>\-ma+ 6.1 定义3dB耦合器所需的材料 88 S{T d/1} 6.2 定义布局结构 89 >wO$Vu
`t 6.3 绘制并定位波导 91 GTe:k 6.4 生成布局脚本 95 gCr|e}w- 6.5 插入和编辑输入面 97 zn1Rou]6 6.6 运行模拟 98 (<ZkmIXN 6.7 修改布局脚本 100 /.YAFH|i)" 6.8 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 102 ]NV ]@*`tO 7 应用预定义扩散过程 104 +JS/Z5dl+} 7.1 创建一个由钛在铌酸锂中扩散所形成的线性波导 104 M2Fj)w2 7.2 定义布局设置 106 0DVZRB 7.3 设计波导 107 jZT :-w 7.4 设置模拟参数 108 m<"fRT!Y 7.5 运行模拟 110 >-5Gt 7.6 基于钛和镁在铌酸锂中的扩散,创建一个掩埋波导 111 ##FNq#F 7.7 将模板以新的名称进行保存 111 tlLn 7.8 添加一个新的轮廓 111 vSC0D7BlG 7.9 创建上方的线性波导 112 0&IXzEOr 8 各向异性BPM 115 Pph8"`mv.m 8.1 定义材料 116 ~!:S p_y 8.2 创建轮廓 117 ~uR6z//% 8.3 定义布局设置 118 ]_: TrH 8.4 创建线性波导 120 f
H|QAMfOu 8.5 设置模拟参数 121 &_/%2qs 8.6 预览介电常数分量 122 3u0<v%Qi 8.7 创建输入面 123 +VLe'| 8.8 运行各向异性BPM模拟 124
uV}WSoq[ 9 创建一个chip-to-fiber对接耦合器 127 q6JW@GT 9.1 定义chip-to-fiber对接耦合器的材料和波导 128 W#jZRviyq! 9.2 定义布局设置 130 .n&
Cq+U; 9.3 创建一个chip-to-fiber对接耦合器 130 ~J>gVg%66 9.4 编辑输入平面 132 ?t0zsq 9.5 设置模拟参数 134 ~@uY?jr 9.6 运行模拟 135 yC 7Vb
P 10 电光调制器 138 0SYf<$ 10.1 定义电解质材料 139 Z\=04[ 10.2 定义电极材料 140 .d~]e2x 10.3 定义轮廓 141 rH&r6Xv[ 10.4 绘制波导 144 K+@eH#Cv,( 10.5 绘制电极 147 '*N9"C 10.6 静电模拟 149 EhIV(q9x 10.7 电光模拟 151 mk%"G =w 11 折射率(RI)扫描 155 Zp(=[n5 11.1 定义材料和通道 155 A`
o?+2s_ 11.2 定义布局设置 157 Go\} A:|s 11.3 绘制线性波导 160 Vvyrty 11.4 插入输入面 160 ?)mhJ/IT 11.5 创建脚本 161 -e{)v' C) 11.6 运行模拟 163 S}w.#tyEn 11.7 在OptiBPM_Analyzer中预览结果 163 ..]*Ao2 12 应用用户自定义扩散轮廓 165 VqClM 12.1 定义材料 165 =qp}p'BYe 12.2 创建参考轮廓 166 ?VZ11?u 12.3 定义布局设置 166 Dpdn%8+Z 12.4 用户自定义轮廓 167 -4?xwz9o$7 12.5 根据参考轮廓检测用户自定义轮廓 170 wAu[pWD'6; 13 马赫-泽德干涉仪开关 172 cNuHXaWp 13.1 定义材料 173 C^/ -lc 13.2 创建钛扩散轮廓 173 S0N2rU 13.3 定义晶圆 174 C'-zh\a 13.4 创建器件 175 Foe>}6~{? 13.5 检查x-y切面的RI轮廓 177 5"kx}f2$ 13.6 定义电极区域 178 ke}Y2sB e|b~[|;*= 13.7 定义输入平面和模拟参数 182 {}g %"mi# 13.8 运行模拟 182 rmPne8D=c( 13.9 创建脚本 184 i!Dh&XT 14 应用OptiBPM和OptiSystem进行光集成电路模拟-散射数据导出 186
coF T2Pq 14.1 理论背景 186 8
)mjy!, 14.2 波导Vertical Offset位置设置 189 DIG0:)4R. 14.3 生成脚本数据 190 'T )Or,d 14.4 导出散射数据 193 1iNsX\M 14.5 创建臂 194 qukjS#>+ 14.6 在OptiSystem内加载*.s文件 197 kRN|TDx( 14.7 加载两个臂的文件 200 )@Zc?Da 14.8 在OptiSystem内完成布局 201 - yC:? 14.9 连接元件 202 +z:CZ(fb
14.10 运行模拟 203 c Q(}^KO 14.11 创建图以查看结果 204 +X:J]-1) qnq%mwDeD 有兴趣可以扫码加微联系 83KfM!w [attachment=127242]
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