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infotek 2024-06-17 08:14

《OptiBPM入门教程》

前  言 4."o.:8x  
CN8@c!mB  
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。 2$SofG6D}  
2 0Cie q  
OptiBPM是基于光束传输算法(BPM-矢量BPM、半矢量BPM以及标量BPM)来模拟光通过任意波导介质(各向同性与各向异性)。并可使用合适的数值方法,如Crank-Nicholson方法和Scheme Parameter以及ADI,来进行计算,计算过程中可以使用合适的边界条件,如TBC和PML边界条件,以完成整个波导结构的仿真和分析,获得任意位置处的电磁场分布。 Q}=W>|aE.  
!yV,|)y5F  
通过OptiBPM,科研人员可以同时观察近场分布(包含幅度、相位等),检测辐射以及方向场(Guided Field)。OptiBPM能够提升科研人员在波导器件设计的效率,减小风险并降低整体研发产品成本。 sT[av  
r {/ G\  
本书详细描述了各类光波导模型的创建以及分析方法,旨在帮助OptiBPM软件初学者快速学会常用的软件功能。本书主要参考OptiWave公司发布的案例以及相关操作手册翻译整理而成。 5 CY_Ay\  
*D09P%  
本书第一章主要介绍了软件的安装方法以及软件的开发背景,第二~十三章,分别描述了如何创建以及分析常见的波导类器件,如MMI耦合器、MMI星形耦合器、3dB耦合器、电光调制器、Chip-to-Fiber对接耦合器、马赫泽德干涉仪等,并包含了创建各类波导的方法和分析方法,如参数扫描,脚本自定义等。第十四章主要描述了如何将OptiBPM设计的元器件,导入到OptiSystem(一款光通信系统模拟仿真软件)中做联合仿真,可以查看此元器件在光通信系统中的具体行为。 #TW>'l F  
[6&CloY3  
《OptiBPM入门指南》,是由上海讯技光电工程师翻译整理而来,译者希望本书能够对OptiBPM的使用者有所帮助,通过学习后能够较好的掌握OptiBPM软件的基本使用方法。由于译者水平有限,书中错误纰漏之处在所难免,敬请同行读者批评和指正 oqd N5+xt  
上海讯技光电科技有限公司
2021年4月 w$(0V$l_  
R$T[%AGZ.  
ATMogxh  
目 录 ; $ ?jR c  
1 入门指南 4 xtIehr0{$I  
1.1 OptiBPM安装及说明 4 Q~b M  
1.2 OptiBPM简介 5 +LI*!(T|lm  
1.3 光波导介绍 8 >^a"Z[s[  
1.4 快速入门 8 }Pm(oR'KTJ  
2 创建一个简单的MMI耦合器 28 w.T=Lzp  
2.1 定义MMI耦合器材料 28 +GYI2  
2.2 定义布局设置 29 LrM.wr zI/  
2.3 创建一个MMI耦合器 31 ~J. Fl[  
2.4 插入input plane 35 syC"eH3{  
2.5 运行模拟 39 aCH:#|B  
2.6 在OptiBPM_Analyzer中查看模拟结果 43 aaqd:N)  
3 创建一个单弯曲器件 44 VhH]n yi7D  
3.1 定义一个单弯曲器件 44 3w<j:\i  
3.2 定义布局设置 45 xvx\H'  
3.3 创建一个弧形波导 46 $)TF,-#x  
3.4 插入入射面 49 _r?;lnWx@  
3.5 选择输出数据文件 53 Hh/ -^G  
3.6 运行模拟 54 Io4:$w  
3.7 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 57 rs 1*H  
4 创建一个MMI星形耦合器 60 PgG |7='  
4.1 定义MMI星形耦合器的材料 60 rlO%%Qn`  
4.2 定义布局设置 61 !6tC[W`  
4.3 创建一个MMI星形耦合器 61 n?P 5pJ  
4.4 插入输入面 62 ]|$$:e^U9  
4.5 运行模拟 63 "$E!_  
4.6 预览最大值 65 ev: !,}]w  
4.7 绘制波导 69 P8,{k  
4.8 指定输出波导的路径 69 /c$Ht  
4.9 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 71 q@M jeGs%  
4.10 添加输出波导并预览仿真结果 72 MVeQ5c(  
4.11 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 74 L(1,W<kYg  
5 基于VB脚本进行波长扫描 75 U:P3Z3Y%  
5.1 定义波导材料 75 ]6VUqFO)  
5.2 定义布局设置 76 J! 6z  
5.3 创建波导 76 z$BnEd.y=:  
5.4 修改输入平面 77 PRk%C0`  
5.5 指定波导的路径 78 *liPJ29C[  
5.6 运行模拟 79 !^w\$cw&  
5.7 在OptiBPM_Simulator中预览模拟结果 81 +}-W.H%`0  
5.8 应用VB脚本进行模拟 82 zIQc#F6\5  
5.9 在OptiBPM_Analyzer中查看模拟结果 84 mN'9|`>V>  
6 应用VB脚本设计一个3dB的耦合器 88 Kf?{GNE7  
6.1 定义3dB耦合器所需的材料 88 6 pn@`UK  
6.2 定义布局结构 89 UQf>5g  
6.3 绘制并定位波导 91 WGG) mh&-  
6.4 生成布局脚本 95 ^? {kj{v  
6.5 插入和编辑输入面 97 CMG`'gT  
6.6 运行模拟 98 + $a:X  
6.7 修改布局脚本 100 W];6u  
6.8 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 102 5G ]#yb74  
7 应用预定义扩散过程 104 FTYLMQ i  
7.1 创建一个由钛在铌酸锂中扩散所形成的线性波导 104  wpdEI(  
7.2 定义布局设置 106 z Hs  
7.3 设计波导 107 33KPo0g7  
7.4 设置模拟参数 108 UH^wyK bM  
7.5 运行模拟 110 g1*H|n h2  
7.6 基于钛和镁在铌酸锂中的扩散,创建一个掩埋波导 111 "xc*A&Sg  
7.7 将模板以新的名称进行保存 111 ;?lM|kK  
7.8 添加一个新的轮廓 111 sV'.Bomq  
7.9 创建上方的线性波导 112 ]>4Qs  
8 各向异性BPM 115 5 EuJ  
8.1 定义材料 116 3F'dT[;  
8.2 创建轮廓 117 @[b:([  
8.3 定义布局设置 118 MqBATW.pmJ  
8.4 创建线性波导 120 S,tVOxs^  
8.5 设置模拟参数 121 @1ta`7#  
8.6 预览介电常数分量 122 !g&B)0u]*  
8.7 创建输入面 123 "A1yqK  
8.8 运行各向异性BPM模拟 124 cf!k 9x9Z  
9 创建一个chip-to-fiber对接耦合器 127 3Q~&xNf  
9.1 定义chip-to-fiber对接耦合器的材料和波导 128 Nt^&YE7d:  
9.2 定义布局设置 130 K<w5[E9V.  
9.3 创建一个chip-to-fiber对接耦合器 130 |AfQ_iT6c  
9.4 编辑输入平面 132 ?{z$ { bD  
9.5 设置模拟参数 134 z57papo  
9.6 运行模拟 135 0?Wf\7  
10 电光调制器 138 U?^|>cMr  
10.1 定义电解质材料 139 8'xnhV  
10.2 定义电极材料 140 4qz{ D"M  
10.3 定义轮廓 141 RHAr[$  
10.4 绘制波导 144 x-#9i  
10.5 绘制电极 147 R"t$N@ZFb  
10.6 静电模拟 149 Xsn- +e  
10.7 电光模拟 151 bfI -!,  
11 折射率(RI)扫描 155 ?jm2|:  
11.1 定义材料和通道 155 6:z&ukq E  
11.2 定义布局设置 157 %y\7  
11.3 绘制线性波导 160 \fR:+rbQ&|  
11.4 插入输入面 160 Lm{ o=v  
11.5 创建脚本 161 (dip Ks?K  
11.6 运行模拟 163 #Ii.tTk  
11.7 在OptiBPM_Analyzer中预览结果 163 2_\|>g|  
12 应用用户自定义扩散轮廓 165 $q$\GOQ 9  
12.1 定义材料 165 }R5&[hxh4t  
12.2 创建参考轮廓 166 uv!qE1z@':  
12.3 定义布局设置 166 bNU^tL3QZ  
12.4 用户自定义轮廓 167 yaYt/?|  
12.5 根据参考轮廓检测用户自定义轮廓 170 L0VR(  
13 马赫-泽德干涉仪开关 172 |#jm=rT0y  
13.1 定义材料 173 *-LU'yM6Yh  
13.2 创建钛扩散轮廓 173 #*M$,ig  
13.3 定义晶圆 174 &&S4x  
13.4 创建器件 175 cH-Zj  
13.5 检查x-y切面的RI轮廓 177 P W<wjf,rQ  
13.6 定义电极区域 178 RWQW/Gw x  
sx^? Iw,N'  
[table=772][tr][td][table=712,#ffffff,,0][tr][td] D"f(nVEr  
13.7 定义输入平面和模拟参数 18213.8 运行模拟 182 1WN93 SQ=  
13.9 创建脚本 18414 应用OptiBPM和OptiSystem进行光集成电路模拟-散射数据导出 186 uBkn y;  
14.1 理论背景 18614.2 波导Vertical Offset位置设置 189 OYp8r  
14.3 生成脚本数据 19014.4 导出散射数据 193 _rJ SkZO  
14.5 创建臂 19414.6 在OptiSystem内加载*.s文件 197 g uWqHVSs  
14.7 加载两个臂的文件 20014.8 在OptiSystem内完成布局 201 jeFl+K'1  
14.9 连接元件 20214.10 运行模拟 203 uWj-tzu  
14.11 创建图以查看结果 204 /=(FM   
3A}8?  
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