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2024-06-17 08:14 |
《OptiBPM入门教程》
前 言 CzCQFqXI >>i@r@ 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。 9[c%J*r ig LMv+{ 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。 :u8(^]N .`<@m]m- 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。 u]+~VT1C,3 :'F}Dy 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。 hI?sOR! cRd0S*QN2 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。 NLPkh,T: v[plT2"s 《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 <s5qy- 上海讯技光电科技有限公司 2021年4月 cKb)VG^ p
Dx-2:} R" )bDy? 目 录 (/-hu[: 1 入门指南 4 ;w|b0V6 1.1 OptiBPM安装及说明 4 'Jf^`ZT} 1.2 OptiBPM简介 5 mbnV[ 1.3 光波导介绍 8 )irRO 8 1.4 快速入门 8 #_Z$2L"U 2 创建一个简单的MMI耦合器 28 i
wxVl)QL 2.1 定义MMI耦合器材料 28 &[NG]V!Oc 2.2 定义布局设置 29 r<F hY 2.3 创建一个MMI耦合器 31 *_E|@y 2.4 插入input plane 35 x8\A<(G_M= 2.5 运行模拟 39 -C(b,F%% 2.6 在OptiBPM_Analyzer中查看模拟结果 43 kn)t'_jC 3 创建一个单弯曲器件 44 uZfnzd)c 3.1 定义一个单弯曲器件 44 { -|{xBd 3.2 定义布局设置 45 / kt2c[9 3.3 创建一个弧形波导 46 322jR4QGr 3.4 插入入射面 49 `qd+f{Q 3.5 选择输出数据文件 53
(x^BKnZ 3.6 运行模拟 54 l]~n3IK" 3.7 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 57 K=!Bh* 4 创建一个MMI星形耦合器 60 qd"_Wu6aF= 4.1 定义MMI星形耦合器的材料 60 dq[Mj5eC 4.2 定义布局设置 61 |#6QThK 4.3 创建一个MMI星形耦合器 61 h/B>S 4.4 插入输入面 62 2z\zh[(w 4.5 运行模拟 63 N2.AKH 4.6 预览最大值 65 ={LMdC~5X 4.7 绘制波导 69 >.dWjb6t 4.8 指定输出波导的路径 69 \J+* 4.9 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 71 =K{\p`? 4.10 添加输出波导并预览仿真结果 72 TuW %zF/ 4.11 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 74 `tjH< 5 基于VB脚本进行波长扫描 75
/'31w9 5.1 定义波导材料 75 PJ cwH6m 5.2 定义布局设置 76 gTA%uRBa 5.3 创建波导 76 JaB<EL-9r2 5.4 修改输入平面 77 /dv<qp 5.5 指定波导的路径 78 \:'%9 x 5.6 运行模拟 79 z<B8mB 5.7 在OptiBPM_Simulator中预览模拟结果 81 [D*UT#FM 5.8 应用VB脚本进行模拟 82 /-bO!RTwf 5.9 在OptiBPM_Analyzer中查看模拟结果 84 r}uz7}z %" 6 应用VB脚本设计一个3dB的耦合器 88 rvr-XGK36\ 6.1 定义3dB耦合器所需的材料 88 (@iMLuewK 6.2 定义布局结构 89 G7N|
:YK 6.3 绘制并定位波导 91 5)
-~mWy 6.4 生成布局脚本 95 =gcM%=*' 6.5 插入和编辑输入面 97 t|~YEQ 6.6 运行模拟 98 hWH:wB 6.7 修改布局脚本 100 0P\$2lk 6.8 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 102 6252N]* 7 应用预定义扩散过程 104 B'^:'uG 7.1 创建一个由钛在铌酸锂中扩散所形成的线性波导 104 sZW^!z 7.2 定义布局设置 106 $H+VA@_ 7.3 设计波导 107 5Ri6Z#qm 7.4 设置模拟参数 108 wm+/e#'& 7.5 运行模拟 110 u]vQ>Uu 7.6 基于钛和镁在铌酸锂中的扩散,创建一个掩埋波导 111 'uq#ai[5I 7.7 将模板以新的名称进行保存 111 X^WrccNX 7.8 添加一个新的轮廓 111 0_CN/5F 7.9 创建上方的线性波导 112 #!)n
{h+ 8 各向异性BPM 115 Qx [t/~ 8.1 定义材料 116 C+|b1/N- 8.2 创建轮廓 117 @:KJYm[ 8.3 定义布局设置 118 B/`
!K 8.4 创建线性波导 120 It{ ;SKeo 8.5 设置模拟参数 121 ^5=B`aich 8.6 预览介电常数分量 122 5Kkdo!z 8.7 创建输入面 123 7EXI6jGJ| 8.8 运行各向异性BPM模拟 124 b$Vz2Fzx 9 创建一个chip-to-fiber对接耦合器 127 CZ nOui 9.1 定义chip-to-fiber对接耦合器的材料和波导 128 hUYd0qEbEt 9.2 定义布局设置 130 %'[&U# - 9.3 创建一个chip-to-fiber对接耦合器 130 yz0zFfiX 9.4 编辑输入平面 132 Yot?=T};3{ 9.5 设置模拟参数 134 R58-wUto 9.6 运行模拟 135 'Y]mOD^p 10 电光调制器 138 +wkjS r`e 10.1 定义电解质材料 139 IEU^#=n 10.2 定义电极材料 140 A]XZnQ 10.3 定义轮廓 141 QcgfBsv96 10.4 绘制波导 144 y
K"kEA[; 10.5 绘制电极 147 r3>i+i42 10.6 静电模拟 149 vsa92c@T 10.7 电光模拟 151 F+@5C:<? 11 折射率(RI)扫描 155 U*3uq7 11.1 定义材料和通道 155 $ aUo aI 11.2 定义布局设置 157 HeG)/W?r 11.3 绘制线性波导 160 VO"("7L 11.4 插入输入面 160 7e<c$t#H 11.5 创建脚本 161 mW:!M!kk 11.6 运行模拟 163 z`\F@pX%wC 11.7 在OptiBPM_Analyzer中预览结果 163 a<@N-E xr 12 应用用户自定义扩散轮廓 165 Z ,EvQ8i 12.1 定义材料 165 CP6LHkM9 12.2 创建参考轮廓 166 v'BZs 12.3 定义布局设置 166 ,u/aT5\_ 12.4 用户自定义轮廓 167 f aLtdQi 12.5 根据参考轮廓检测用户自定义轮廓 170 -N"&/) 13 马赫-泽德干涉仪开关 172 0pbtH8~ 13.1 定义材料 173 sq;s]@~ 13.2 创建钛扩散轮廓 173 ^.>jGI%rB 13.3 定义晶圆 174 -Y='_4s 13.4 创建器件 175 1CHeufQ 13.5 检查x-y切面的RI轮廓 177 HcqfB NM 13.6 定义电极区域 178 $H-!j%hV 7P9=)$(EH [table=772][tr][td][table=712,#ffffff,,0][tr][td] AGbhJ=tB 13.7 定义输入平面和模拟参数 18213.8 运行模拟 182 4fKC 6UR 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 "70WUx(\t 14.1 理论背景 18614.2 波导Vertical Offset位置设置 189 mVR P~:+ 14.3 生成脚本数据 19014.4 导出散射数据 193 CjiVnWSz< 14.5 创建臂 19414.6 在OptiSystem内加载*.s文件 197 u{*SX k 14.7 加载两个臂的文件 20014.8 在OptiSystem内完成布局 201 B`
k\ EL' 14.9 连接元件 20214.10 运行模拟 203 kSDZZx 14.11 创建图以查看结果 204 xl#LrvxI Yc'kvj)_M 有兴趣可以扫码加微联系[attachment=129018]
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