| infotek |
2024-06-17 08:14 |
《OptiBPM入门教程》
前 言 . 787+J? tGs=08` 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。 /v1Rn*VF! ;O2r+n 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。 5Q.bwl : 4#z@B1Jx 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。 TB
gD"i- Et=N`k_gO 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。 +Zx+DW cq 6uYCU|JsU 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。 Zq--m/ x-5XOqD{' 《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 &\$l%icuo 上海讯技光电科技有限公司 2021年4月 /
W}Za&] 1|VnPQqA `V@{#+X 目 录 #`C;@#xr 1 入门指南 4 %:/_O*~)Yg 1.1 OptiBPM安装及说明 4 T6|zT}cb 1.2 OptiBPM简介 5 !TRJsL8 1.3 光波导介绍 8 Uu9\;f 1.4 快速入门 8 BC0T[o(f8 2 创建一个简单的MMI耦合器 28 Elt=/,v`! 2.1 定义MMI耦合器材料 28 >Rw[ x 2.2 定义布局设置 29 kne{Tp 2.3 创建一个MMI耦合器 31 Y" s1z<? 2.4 插入input plane 35 r[zxb0YA 2.5 运行模拟 39 \d0R&vFHQ 2.6 在OptiBPM_Analyzer中查看模拟结果 43
`?Yh`P0 3 创建一个单弯曲器件 44 h$p]#]uMb 3.1 定义一个单弯曲器件 44 1.0S>+^JE 3.2 定义布局设置 45 {|%N 3.3 创建一个弧形波导 46 ?L$
Dk5-W 3.4 插入入射面 49 t)LD-%F 3.5 选择输出数据文件 53 +k'5W1e 3.6 运行模拟 54 q@ >s# 3.7 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 57 cbl2D5s+i] 4 创建一个MMI星形耦合器 60 "SyAOOZ 4.1 定义MMI星形耦合器的材料 60 <JKRdIx&1 4.2 定义布局设置 61 ~jb6 4.3 创建一个MMI星形耦合器 61 E0^~i:Mk 4.4 插入输入面 62 (xJ6: u 4.5 运行模拟 63 8kw`=wSH> 4.6 预览最大值 65 M SU|T 4.7 绘制波导 69
+Eh1>m 4.8 指定输出波导的路径 69 =N`"%T@= 4.9 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 71 2l#Ogn`k 4.10 添加输出波导并预览仿真结果 72 ;CD.8f]N 4.11 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 74 KvC`6 5 基于VB脚本进行波长扫描 75 iK6L\'k 5.1 定义波导材料 75 =yiRB? 5.2 定义布局设置 76 *doK$wYP 5.3 创建波导 76 >C~-*M9 5.4 修改输入平面 77 C`3}7qi|C 5.5 指定波导的路径 78 1@C0c% 5.6 运行模拟 79 u=feR0|8 5.7 在OptiBPM_Simulator中预览模拟结果 81 a3
<D1" 5.8 应用VB脚本进行模拟 82 "P=OpFV 5.9 在OptiBPM_Analyzer中查看模拟结果 84 _*1/4^ 6 应用VB脚本设计一个3dB的耦合器 88 Uu{I4ls6B 6.1 定义3dB耦合器所需的材料 88 'D8WNZ8Q 6.2 定义布局结构 89 T9\wkb. 6.3 绘制并定位波导 91 IpmblC4 6.4 生成布局脚本 95 V<AT"vU[ 6.5 插入和编辑输入面 97 ua*k{0[ 6.6 运行模拟 98 PD12gUU? 6.7 修改布局脚本 100 0&Q-y&$7 6.8 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 102 s)#FqB8 7 应用预定义扩散过程 104 )_OKw?Zi 7.1 创建一个由钛在铌酸锂中扩散所形成的线性波导 104 gmy$_4+6o 7.2 定义布局设置 106 u~\u8X3 7.3 设计波导 107 @.T
'>;izr 7.4 设置模拟参数 108 FyX\S= 7.5 运行模拟 110 ;sCf2TD,_ 7.6 基于钛和镁在铌酸锂中的扩散,创建一个掩埋波导 111 W~+
] 7< 7.7 将模板以新的名称进行保存 111 N;7Xt9l 7.8 添加一个新的轮廓 111 zlZ$t{[, 7.9 创建上方的线性波导 112 Mo|[Muj8b 8 各向异性BPM 115 d0~F|j\# 8.1 定义材料 116 Y 9] 8.2 创建轮廓 117 9D++SU2:} 8.3 定义布局设置 118 W~E%Eq3 8.4 创建线性波导 120 >S3iP?V7 8.5 设置模拟参数 121 `uy)][j- 8.6 预览介电常数分量 122 6wx;grt'Z 8.7 创建输入面 123 :}0y[qc3 8.8 运行各向异性BPM模拟 124 9l9nT 9 创建一个chip-to-fiber对接耦合器 127 Vm6G5QwM 9.1 定义chip-to-fiber对接耦合器的材料和波导 128 Tw"u{%t 9.2 定义布局设置 130 HDZB)'I 9.3 创建一个chip-to-fiber对接耦合器 130 Y;d$x}dh 9.4 编辑输入平面 132 =4uL1[0' 9.5 设置模拟参数 134 vFLQq,?Nh 9.6 运行模拟 135 IlJ6&9 10 电光调制器 138 R)d1]k8 10.1 定义电解质材料 139 x2/\%!mt 10.2 定义电极材料 140 +uKh]RP 10.3 定义轮廓 141 RUUV"y 10.4 绘制波导 144 c1M/:*?% 10.5 绘制电极 147 NL
3ri7n 10.6 静电模拟 149 :}}5TJ wG 10.7 电光模拟 151 0P^RciC f 11 折射率(RI)扫描 155 PjNOeI@G 11.1 定义材料和通道 155 nS)U+q-x&o 11.2 定义布局设置 157 JsI`# 11.3 绘制线性波导 160 g-"@%ps 11.4 插入输入面 160 6gV-u~j [# 11.5 创建脚本 161 J3gJSRT@P 11.6 运行模拟 163 z[X>>P3<n 11.7 在OptiBPM_Analyzer中预览结果 163 dO}6zQ\ 12 应用用户自定义扩散轮廓 165 Y~#m-y 12.1 定义材料 165 _0ki19rs 12.2 创建参考轮廓 166 %!I7tR#; 12.3 定义布局设置 166 hp+=UnW 12.4 用户自定义轮廓 167 G#-t&gO3 12.5 根据参考轮廓检测用户自定义轮廓 170 5xe}ljo 13 马赫-泽德干涉仪开关 172 @igr~hJ 13.1 定义材料 173 <dl:';@a- 13.2 创建钛扩散轮廓 173 V/"UDof 13.3 定义晶圆 174 8)HUo?/3 13.4 创建器件 175 ste0:.*qb 13.5 检查x-y切面的RI轮廓 177 :,%~R2 13.6 定义电极区域 178 [E<NEl* UIgs/ [table=772][tr][td][table=712,#ffffff,,0][tr][td] Ws ya:9| 13.7 定义输入平面和模拟参数 18213.8 运行模拟 182 PNY"Lqj 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 ekC
1wN
l 14.1 理论背景 18614.2 波导Vertical Offset位置设置 189 &7_xr.c7 14.3 生成脚本数据 19014.4 导出散射数据 193 K8M[xaI@ 14.5 创建臂 19414.6 在OptiSystem内加载*.s文件 197 dPZrX{ c 14.7 加载两个臂的文件 20014.8 在OptiSystem内完成布局 201 r:0F("},
14.9 连接元件 20214.10 运行模拟 203 < | |