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2024-06-17 08:14 |
《OptiBPM入门教程》
前 言 T
^/\Rr VuH}@ 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。 ~x J#NC+ VY@`) 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。 *]DO3Zw' 52r\Q}v$ 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。
`Y,Rk Q{~;4+ZD 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。 &0+Ba[Z ^ )H&ZHaO,_ 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。 +Edq4QYwR _#
&_`bZH 《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 DH.CAV 上海讯技光电科技有限公司 2021年4月 H<qz
rO W>[TFdH? wid 目 录 SN$3cg]z 1 入门指南 4 A'*#UYn( 1.1 OptiBPM安装及说明 4 6?/f$,v 1.2 OptiBPM简介 5 E:P_CDSd] 1.3 光波导介绍 8
FWLLbL5t 1.4 快速入门 8 ^Jc|d,u;s 2 创建一个简单的MMI耦合器 28 ^vI`#}? 2.1 定义MMI耦合器材料 28 On,z#A 2.2 定义布局设置 29 w4RtIDW: 2.3 创建一个MMI耦合器 31 ,X\qlT5C 2.4 插入input plane 35 .pblI 2.5 运行模拟 39 }RQHsS 2.6 在OptiBPM_Analyzer中查看模拟结果 43 "~"=e 3 创建一个单弯曲器件 44 7&Ie3[Rm_3 3.1 定义一个单弯曲器件 44 ~^o YPd52* 3.2 定义布局设置 45 k40`,;}9 3.3 创建一个弧形波导 46 Lv #}Gm 3.4 插入入射面 49 Q@Cy\l 3.5 选择输出数据文件 53 1.nYT* 3.6 运行模拟 54 B!J&=*=e 3.7 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 57 JRDIGS_~ 4 创建一个MMI星形耦合器 60
$;)A:*e 4.1 定义MMI星形耦合器的材料 60 &B$%|~Y5 4.2 定义布局设置 61 ~hT(uxU/ 4.3 创建一个MMI星形耦合器 61 BD mF+ 4.4 插入输入面 62 WKq{g+a 4.5 运行模拟 63 ayLINpL 4.6 预览最大值 65 Kw`}hSE>o 4.7 绘制波导 69 z/pxZB~" 4.8 指定输出波导的路径 69 ^fbzlu?G4- 4.9 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 71 Xzqx8Kd 4.10 添加输出波导并预览仿真结果 72 hE +M|#o 4.11 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 74 QL-E4] 5 基于VB脚本进行波长扫描 75 $8Gj9mw4e' 5.1 定义波导材料 75 = @lM* 5.2 定义布局设置 76 B06W(y,3Q> 5.3 创建波导 76 L(HAAqRnJ 5.4 修改输入平面 77 ZD4:'m`T/ 5.5 指定波导的路径 78 V :lKF') 5.6 运行模拟 79 =V:Al 5.7 在OptiBPM_Simulator中预览模拟结果 81 N\fj[?f[ 5.8 应用VB脚本进行模拟 82 1CS\1[E 5.9 在OptiBPM_Analyzer中查看模拟结果 84 @$;I% 6 应用VB脚本设计一个3dB的耦合器 88 .Z@ i z5 6.1 定义3dB耦合器所需的材料 88 ixB"6O 6.2 定义布局结构 89 7_L$ XIa 6.3 绘制并定位波导 91 Rvd'uIJ 6.4 生成布局脚本 95 s=<65 6.5 插入和编辑输入面 97 <4-g2.\ 6.6 运行模拟 98 `F_R J.g*p 6.7 修改布局脚本 100 lXutZ<S[ 6.8 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 102 h~ehZJys 7 应用预定义扩散过程 104 eo&G@zwN 7.1 创建一个由钛在铌酸锂中扩散所形成的线性波导 104 @/='BVb'T 7.2 定义布局设置 106 RH;A|[7T& 7.3 设计波导 107
L$@qEsO 7.4 设置模拟参数 108 XM`&/) 7.5 运行模拟 110 jN/snU2\0 7.6 基于钛和镁在铌酸锂中的扩散,创建一个掩埋波导 111 Am >b 7Z! 7.7 将模板以新的名称进行保存 111 MKX58y{+ 7.8 添加一个新的轮廓 111 7LiyA< 7.9 创建上方的线性波导 112 SgQ(#y|vV 8 各向异性BPM 115 QvlVjDIy 8.1 定义材料 116 ~e686L0j 8.2 创建轮廓 117 sl)]yCD|5 8.3 定义布局设置 118 /lc4oXG8 8.4 创建线性波导 120 X#ud_+6x 8.5 设置模拟参数 121 D@m3bsMwe 8.6 预览介电常数分量 122 b{.Y?.U 8.7 创建输入面 123 8(}cbW 8.8 运行各向异性BPM模拟 124 u&e?3qKX( 9 创建一个chip-to-fiber对接耦合器 127 EfX,0Nq T 9.1 定义chip-to-fiber对接耦合器的材料和波导 128 'N\nJz} 9.2 定义布局设置 130 OUy}1%HY 9.3 创建一个chip-to-fiber对接耦合器 130 }D!o=Mg^ 9.4 编辑输入平面 132 S>d7q 9.5 设置模拟参数 134 %<MI]D 9.6 运行模拟 135 -2Dgr\M 10 电光调制器 138 &jh17y 10.1 定义电解质材料 139 /mK]O7O7 10.2 定义电极材料 140 "||'
-(0 10.3 定义轮廓 141 ov1#BeQ 10.4 绘制波导 144 BuOe'$F
0t 10.5 绘制电极 147 1+xi1w}3a 10.6 静电模拟 149 ,E2c9V' 10.7 电光模拟 151 r>t|.=! 11 折射率(RI)扫描 155 e_3B\59k 11.1 定义材料和通道 155 J>fq5 11.2 定义布局设置 157 -#r= 11.3 绘制线性波导 160 e+y%M 11.4 插入输入面 160 N"zl7 .E 11.5 创建脚本 161 <,J O 11.6 运行模拟 163 ?8q4texf[ 11.7 在OptiBPM_Analyzer中预览结果 163 b\H,+|iK 12 应用用户自定义扩散轮廓 165 gj82qy\: 12.1 定义材料 165 $I9U.~* 12.2 创建参考轮廓 166 z h%b< 12.3 定义布局设置 166 4Td)1~zc3 12.4 用户自定义轮廓 167 ~31-)*tJ] 12.5 根据参考轮廓检测用户自定义轮廓 170 Zk5AZ R!| 13 马赫-泽德干涉仪开关 172 0"iQHi 13.1 定义材料 173 8Y;2.Z`Rz 13.2 创建钛扩散轮廓 173 s 4n<k]d 13.3 定义晶圆 174 CH $*=3M 13.4 创建器件 175 kE1k@h#/ 13.5 检查x-y切面的RI轮廓 177 |oR#j
` 13.6 定义电极区域 178 G'Uq595'- /1.gv~`+ [table=772][tr][td][table=712,#ffffff,,0][tr][td] 3(1UIu 13.7 定义输入平面和模拟参数 18213.8 运行模拟 182 \<\147&)r 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 '<AE%i, 14.1 理论背景 18614.2 波导Vertical Offset位置设置 189 jK2gc^"t 14.3 生成脚本数据 19014.4 导出散射数据 193 \# 1p 14.5 创建臂 19414.6 在OptiSystem内加载*.s文件 197 vyT-!mC 14.7 加载两个臂的文件 20014.8 在OptiSystem内完成布局 201 #/)U0IR) 14.9 连接元件 20214.10 运行模拟 203 B X O, 14.11 创建图以查看结果 204 iGNZC{ /km0[M 有兴趣可以扫码加微联系[attachment=129018]
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