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2024-06-17 08:14 |
《OptiBPM入门教程》
前 言 <r)5jf R1Fcd@DWD 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。 N"7BV `[h&Q0Du6 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。 E;YD5^B dpT?*qLM 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。 ex.^V sf_ NAO0b5-h 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。 vcZ"4%w "$3~):o 本书第一章主要介绍了软件的安装方法以及软件的开发背景,第二~十三章,分别描述了如何创建以及分析常见的波导类器件,如MMI耦合器、MMI星形耦合器、3dB耦合器、电光调制器、Chip-to-Fiber对接耦合器、马赫泽德干涉仪等,并包含了创建各类波导的方法和分析方法,如参数扫描,脚本自定义等。第十四章主要描述了如何将OptiBPM设计的元器件,导入到OptiSystem(一款光通信系统模拟仿真软件)中做联合仿真,可以查看此元器件在光通信系统中的具体行为。 #@F F5+!Gb En 《OptiBPM入门指南》,是由上海讯技光电工程师翻译整理而来,译者希望本书能够对OptiBPM的使用者有所帮助,通过学习后能够较好的掌握OptiBPM软件的基本使用方法。由于译者水平有限,书中错误纰漏之处在所难免,敬请同行读者批评和指正 '8LHX6FXK 上海讯技光电科技有限公司 2021年4月 L+lX$k QS@eqN z`YAOhD*h4 目 录 As??_=>4 1 入门指南 4 L% T%6p_ 1.1 OptiBPM安装及说明 4 CQA^"Ll 1.2 OptiBPM简介 5 mj ,Oy 1.3 光波导介绍 8 D7Ds*X`!l 1.4 快速入门 8 "2:#bXM- 2 创建一个简单的MMI耦合器 28 u}7r\MnwK, 2.1 定义MMI耦合器材料 28 >}r
1A 2.2 定义布局设置 29 AgWG4C= 2.3 创建一个MMI耦合器 31 L>rW S-
2.4 插入input plane 35 0IQ|`C. 2.5 运行模拟 39 =%{E^z>1 2.6 在OptiBPM_Analyzer中查看模拟结果 43 91ec^g 3 创建一个单弯曲器件 44 %htbEKWR 3.1 定义一个单弯曲器件 44 d 1 O+qS 3.2 定义布局设置 45 U8eU[|-8O/ 3.3 创建一个弧形波导 46 7'7o^>
! 3.4 插入入射面 49 k~]\kv= 3.5 选择输出数据文件 53 nIl<2H]F` 3.6 运行模拟 54 kZQ$Iv+^( 3.7 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 57 -];Hb'M.!e 4 创建一个MMI星形耦合器 60 &>Z p}.V 4.1 定义MMI星形耦合器的材料 60 85](,YYz 4.2 定义布局设置 61 q X]ej2 4.3 创建一个MMI星形耦合器 61 GFZx[*+%%z 4.4 插入输入面 62 nz`"f, 4.5 运行模拟 63 ROj=XM:+ 4.6 预览最大值 65 Ws[d. El 4.7 绘制波导 69 ?e23[ 4.8 指定输出波导的路径 69 r]%.,i7~8 4.9 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 71 {'Gu@l 4.10 添加输出波导并预览仿真结果 72 eD N%p 4.11 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 74 d-"[-+)- 5 基于VB脚本进行波长扫描 75 &uJ7[m19z 5.1 定义波导材料 75 u"zQh| 5.2 定义布局设置 76 m
A|" 5.3 创建波导 76 leEzfbb{'. 5.4 修改输入平面 77 =e]Wt/AQ 5.5 指定波导的路径 78 3M{b:|3/q 5.6 运行模拟 79 q?oJ=]m" 5.7 在OptiBPM_Simulator中预览模拟结果 81 r<.*:]L 5.8 应用VB脚本进行模拟 82 <~Tfi*^+ 5.9 在OptiBPM_Analyzer中查看模拟结果 84 Q$2^m(?; 6 应用VB脚本设计一个3dB的耦合器 88 _ 3>|1RB 6.1 定义3dB耦合器所需的材料 88 ?Tk4Vt 6.2 定义布局结构 89 >V3pYRA 6.3 绘制并定位波导 91 WR>2t&;E 6.4 生成布局脚本 95 Gp))1b'; 6.5 插入和编辑输入面 97 Uf-`g> 6.6 运行模拟 98 I\ y>I?X 6.7 修改布局脚本 100 XcQ'( 6.8 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 102 2n5{H fpY 7 应用预定义扩散过程 104 E%>){Y) 7.1 创建一个由钛在铌酸锂中扩散所形成的线性波导 104 |p+ xM 7.2 定义布局设置 106 f%Bm x{Ttq 7.3 设计波导 107 As*59jkB 7.4 设置模拟参数 108 6b#J!:? 7.5 运行模拟 110 ~TALpd 7.6 基于钛和镁在铌酸锂中的扩散,创建一个掩埋波导 111 5P
< F 7.7 将模板以新的名称进行保存 111 %GDs/9 7.8 添加一个新的轮廓 111 qxglA*/
[ 7.9 创建上方的线性波导 112 >a1ovKF 8 各向异性BPM 115 ?HaUT(\j 8.1 定义材料 116 }g[(h=Qi 8.2 创建轮廓 117 [KjL` 8.3 定义布局设置 118 D`uOBEX 8.4 创建线性波导 120 4U1"F 7' 8.5 设置模拟参数 121 ~0@+8%^>; 8.6 预览介电常数分量 122 w`OHNwXh#I 8.7 创建输入面 123 Xa32p_|5~ 8.8 运行各向异性BPM模拟 124 @uI_4 a 9 创建一个chip-to-fiber对接耦合器 127 c6)q(zz 9.1 定义chip-to-fiber对接耦合器的材料和波导 128 T Jp0^&Q 9.2 定义布局设置 130 kzLtI w&. 9.3 创建一个chip-to-fiber对接耦合器 130 =2[U4<d!R 9.4 编辑输入平面 132 />9?/&N6" 9.5 设置模拟参数 134 G|Y9F|.! 9.6 运行模拟 135 6?c(ue iL[ 10 电光调制器 138 Zcn,_b7 10.1 定义电解质材料 139 .4wp 10.2 定义电极材料 140 ROHr%'owgL 10.3 定义轮廓 141 ?#917M 10.4 绘制波导 144 %L$P']%t@ 10.5 绘制电极 147 nfMQ3KP 10.6 静电模拟 149 .v:K`y;f\( 10.7 电光模拟 151 =j1rw 11 折射率(RI)扫描 155 i;$'haK< 11.1 定义材料和通道 155 eqze7EY 11.2 定义布局设置 157 r:Xui- 11.3 绘制线性波导 160 %%w]-`^h, 11.4 插入输入面 160 G&Sp } 11.5 创建脚本 161 Y@Kp'+t(! 11.6 运行模拟 163 z_p/.kQ'5 11.7 在OptiBPM_Analyzer中预览结果 163 vWwnC)5 12 应用用户自定义扩散轮廓 165 @E$PjdB5M 12.1 定义材料 165 qe:,%a-9 12.2 创建参考轮廓 166 +)fl9>Mb 12.3 定义布局设置 166 ToN$x^M
w 12.4 用户自定义轮廓 167 2|)3Ly9 12.5 根据参考轮廓检测用户自定义轮廓 170 QMfa~TH#p 13 马赫-泽德干涉仪开关 172 ~sQN\]5VW 13.1 定义材料 173 /0mbG!Ac 13.2 创建钛扩散轮廓 173 y$At$i>u 13.3 定义晶圆 174 PQRh5km 13.4 创建器件 175 8vM}moper 13.5 检查x-y切面的RI轮廓 177 !#n lWX:~ 13.6 定义电极区域 178 :sBg+MS @hiwq7[j [table=772][tr][td][table=712,#ffffff,,0][tr][td] 1;[\xqJ 13.7 定义输入平面和模拟参数 18213.8 运行模拟 182 sgo({zA`i 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 8_K22]c5 14.1 理论背景 18614.2 波导Vertical Offset位置设置 189 _e=R[ 14.3 生成脚本数据 19014.4 导出散射数据 193 u4=j!Zb8} 14.5 创建臂 19414.6 在OptiSystem内加载*.s文件 197 XnQo0
R.PW 14.7 加载两个臂的文件 20014.8 在OptiSystem内完成布局 201 >'@yq 14.9 连接元件 20214.10 运行模拟 203 {@9y%lmrh 14.11 创建图以查看结果 204 ~: f9, rs3Uk.Z^' 有兴趣可以扫码加微联系[attachment=129018]
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