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infotek 2024-06-17 08:14

《OptiBPM入门教程》

前  言 2B Dz \  
V 3?x_pp  
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。 {kVhht]X  
T$)N2]FE  
OptiBPM是基于光束传输算法(BPM-矢量BPM、半矢量BPM以及标量BPM)来模拟光通过任意波导介质(各向同性与各向异性)。并可使用合适的数值方法,如Crank-Nicholson方法和Scheme Parameter以及ADI,来进行计算,计算过程中可以使用合适的边界条件,如TBC和PML边界条件,以完成整个波导结构的仿真和分析,获得任意位置处的电磁场分布。 9[31EiT  
kB:6e7D|[  
通过OptiBPM,科研人员可以同时观察近场分布(包含幅度、相位等),检测辐射以及方向场(Guided Field)。OptiBPM能够提升科研人员在波导器件设计的效率,减小风险并降低整体研发产品成本。 `IN/1=]5  
tgz  
本书详细描述了各类光波导模型的创建以及分析方法,旨在帮助OptiBPM软件初学者快速学会常用的软件功能。本书主要参考OptiWave公司发布的案例以及相关操作手册翻译整理而成。 C^2J<  
xd }g1c  
本书第一章主要介绍了软件的安装方法以及软件的开发背景,第二~十三章,分别描述了如何创建以及分析常见的波导类器件,如MMI耦合器、MMI星形耦合器、3dB耦合器、电光调制器、Chip-to-Fiber对接耦合器、马赫泽德干涉仪等,并包含了创建各类波导的方法和分析方法,如参数扫描,脚本自定义等。第十四章主要描述了如何将OptiBPM设计的元器件,导入到OptiSystem(一款光通信系统模拟仿真软件)中做联合仿真,可以查看此元器件在光通信系统中的具体行为。 0@cc XF E  
*>"k/XUn$  
《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 Teo&V  
上海讯技光电科技有限公司
2021年4月 `q":i>FP2  
8y:c3jzP_  
Ut|G.%1Vd%  
目 录 $=) i{kGS@  
1 入门指南 4 o$ disJ  
1.1 OptiBPM安装及说明 4 "eRf3Q7w:  
1.2 OptiBPM简介 5 1T96W :   
1.3 光波导介绍 8 vQK*:IRKK  
1.4 快速入门 8 /8](M5X]f  
2 创建一个简单的MMI耦合器 28 wX7|a/|@  
2.1 定义MMI耦合器材料 28 { [Sd[P  
2.2 定义布局设置 29 x.J% c[Q8  
2.3 创建一个MMI耦合器 31 N i\*<:_  
2.4 插入input plane 35 DSb/+8KT  
2.5 运行模拟 39 UTT7a"  
2.6 在OptiBPM_Analyzer中查看模拟结果 43 $;@L PE  
3 创建一个单弯曲器件 44 b3$aPwv  
3.1 定义一个单弯曲器件 44 e[`u:  
3.2 定义布局设置 45 H#zsk*=QD  
3.3 创建一个弧形波导 46 ~_|OGp_a  
3.4 插入入射面 49 ^dc~hD  
3.5 选择输出数据文件 53 "j(?fVx  
3.6 运行模拟 54 D`|.%  
3.7 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 57 mI;#Zq_j  
4 创建一个MMI星形耦合器 60 Jng,:$sZ  
4.1 定义MMI星形耦合器的材料 60 tp4/c'w;)J  
4.2 定义布局设置 61 0H<&*U_V  
4.3 创建一个MMI星形耦合器 61 %(72+B70R  
4.4 插入输入面 62  ^##tk  
4.5 运行模拟 63 qhNY<  
4.6 预览最大值 65 E Ux kYl  
4.7 绘制波导 69 7soiy A  
4.8 指定输出波导的路径 69 \(m_3 H  
4.9 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 71 `/+%mKlC|[  
4.10 添加输出波导并预览仿真结果 72 {OK+d#=  
4.11 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 74 g8I=s7cnb  
5 基于VB脚本进行波长扫描 75 ^7cZ9/3  
5.1 定义波导材料 75 C9?R*2L>  
5.2 定义布局设置 76 o'9K8q\1  
5.3 创建波导 76 _ 9@D o6  
5.4 修改输入平面 77 <M//zXa  
5.5 指定波导的路径 78 2 d%j6D  
5.6 运行模拟 79 v\LcZt`}  
5.7 在OptiBPM_Simulator中预览模拟结果 81 )@%wj;>a  
5.8 应用VB脚本进行模拟 82 GoVB1)  
5.9 在OptiBPM_Analyzer中查看模拟结果 84 )T4%}$(  
6 应用VB脚本设计一个3dB的耦合器 88 mQVc ZV  
6.1 定义3dB耦合器所需的材料 88 fa~u<m   
6.2 定义布局结构 89 -85]x)JE  
6.3 绘制并定位波导 91 fWr6f`de  
6.4 生成布局脚本 95 t6zc$0-j "  
6.5 插入和编辑输入面 97 8UA bTqB-  
6.6 运行模拟 98 %&D,|Yl6  
6.7 修改布局脚本 100 vkQ81PEt  
6.8 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 102 <ZF,3~v?  
7 应用预定义扩散过程 104 W6kDQ& q  
7.1 创建一个由钛在铌酸锂中扩散所形成的线性波导 104 vSu|!Xb]  
7.2 定义布局设置 106 ^iWcuh_n  
7.3 设计波导 107 ~S5wfx&  
7.4 设置模拟参数 108 pI__<  
7.5 运行模拟 110 CA0SH{PdW&  
7.6 基于钛和镁在铌酸锂中的扩散,创建一个掩埋波导 111 c^N'g!on  
7.7 将模板以新的名称进行保存 111 _;8aiZt|u  
7.8 添加一个新的轮廓 111 _.Ey_K_1  
7.9 创建上方的线性波导 112 dMcCSwYh  
8 各向异性BPM 115 N k~Xz  
8.1 定义材料 116 1pT v6  
8.2 创建轮廓 117 bp'qrcFuiL  
8.3 定义布局设置 118 u!&w"t61Nd  
8.4 创建线性波导 120 XxN=vL&m  
8.5 设置模拟参数 121 VxlK:*t`  
8.6 预览介电常数分量 122 %SWtE5HZQq  
8.7 创建输入面 123 ;(]O*{F7k  
8.8 运行各向异性BPM模拟 124 3' HtT   
9 创建一个chip-to-fiber对接耦合器 127 3ug|H  
9.1 定义chip-to-fiber对接耦合器的材料和波导 128 ^LA.Y)4C2%  
9.2 定义布局设置 130 w|~d3]BqT  
9.3 创建一个chip-to-fiber对接耦合器 130 ^H0`UKE  
9.4 编辑输入平面 132 nG0Uv%?{pj  
9.5 设置模拟参数 134 ZcTxE]Y  
9.6 运行模拟 135 R.(cGZS  
10 电光调制器 138 $O n  
10.1 定义电解质材料 139 c5>'1L  
10.2 定义电极材料 140 n@3(bl5{  
10.3 定义轮廓 141 ?, dbrQ  
10.4 绘制波导 144 <"SDU_<xG  
10.5 绘制电极 147 a$Lry?pb  
10.6 静电模拟 149 MNy)= d&<P  
10.7 电光模拟 151 f87> ul!*  
11 折射率(RI)扫描 155 EYe)d+E*  
11.1 定义材料和通道 155 *O`76+iZ|_  
11.2 定义布局设置 157 1|_8+)i;  
11.3 绘制线性波导 160 h q5=>p  
11.4 插入输入面 160 c0lVt)pr/  
11.5 创建脚本 161 D$sG1*@s-  
11.6 运行模拟 163 |2yTt*!-r  
11.7 在OptiBPM_Analyzer中预览结果 163 U}c[oA  
12 应用用户自定义扩散轮廓 165 wm3fd 7T  
12.1 定义材料 165 oXCZpS  
12.2 创建参考轮廓 166 =r<0l=  
12.3 定义布局设置 166 z0@)@4z!  
12.4 用户自定义轮廓 167 0(owFNUBs  
12.5 根据参考轮廓检测用户自定义轮廓 170 v> vU]6l  
13 马赫-泽德干涉仪开关 172 T>"GH M  
13.1 定义材料 173 VrV* -J'  
13.2 创建钛扩散轮廓 173 ?V6+o`bm  
13.3 定义晶圆 174 myp}DI(  
13.4 创建器件 175 PI"&-lXI-m  
13.5 检查x-y切面的RI轮廓 177 J- %YmUc)  
13.6 定义电极区域 178 }m?1IU %q  
l:!4^>SC  
[table=772][tr][td][table=712,#ffffff,,0][tr][td] $,vZX u|Qw  
13.7 定义输入平面和模拟参数 18213.8 运行模拟 182 ObDcNq/b!  
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 ^k&T?uU  
14.1 理论背景 18614.2 波导Vertical Offset位置设置 189 7e,EI9?.  
14.3 生成脚本数据 19014.4 导出散射数据 193 'o2V}L'nG  
14.5 创建臂 19414.6 在OptiSystem内加载*.s文件 197 G\ twx ;  
14.7 加载两个臂的文件 20014.8 在OptiSystem内完成布局 201 ;pU#3e+P8  
14.9 连接元件 20214.10 运行模拟 203 {C=d9z~:  
14.11 创建图以查看结果 204 )^&,[Q=i  
OL{U^uOhY  
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