《OptiBPM入门教程》
前 言 HW)4#nLhh m&H@f: 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。 XkWO -L U/e$.K3v OptiBPM是基于光束传输算法(BPM-矢量BPM、半矢量BPM以及标量BPM)来模拟光通过任意波导介质(各向同性与各向异性)。并可使用合适的数值方法,如Crank-Nicholson方法和Scheme Parameter以及ADI,来进行计算,计算过程中可以使用合适的边界条件,如TBC和PML边界条件,以完成整个波导结构的仿真和分析,获得任意位置处的电磁场分布。 o0nKgq'w|x ]&')#YO 通过OptiBPM,科研人员可以同时观察近场分布(包含幅度、相位等),检测辐射以及方向场(Guided Field)。OptiBPM能够提升科研人员在波导器件设计的效率,减小风险并降低整体研发产品成本。 AQ>8] `e` 8}&O7zO? 本书详细描述了各类光波导模型的创建以及分析方法,旨在帮助OptiBPM软件初学者快速学会常用的软件功能。本书主要参考OptiWave公司发布的案例以及相关操作手册翻译整理而成。 yJ(p-3O5
vj+x( 本书第一章主要介绍了软件的安装方法以及软件的开发背景,第二~十三章,分别描述了如何创建以及分析常见的波导类器件,如MMI耦合器、MMI星形耦合器、3dB耦合器、电光调制器、Chip-to-Fiber对接耦合器、马赫泽德干涉仪等,并包含了创建各类波导的方法和分析方法,如参数扫描,脚本自定义等。第十四章主要描述了如何将OptiBPM设计的元器件,导入到OptiSystem(一款光通信系统模拟仿真软件)中做联合仿真,可以查看此元器件在光通信系统中的具体行为。 `|1#Vuk _oB!-# 《OptiBPM入门指南》,是由上海讯技光电工程师翻译整理而来,译者希望本书能够对OptiBPM的使用者有所帮助,通过学习后能够较好的掌握OptiBPM软件的基本使用方法。由于译者水平有限,书中错误纰漏之处在所难免,敬请同行读者批评和指正 <23oyMR0 Wb_'X |"u
上海讯技光电科技有限公司 2021年4月 Qz+hS\yx F9sVMV 目 录 |G+6R-_ 1 入门指南 4 :< 1.1 OptiBPM安装及说明 4 *20$u% z2 1.2 OptiBPM简介 5 r.5}Q? 1.3 光波导介绍 8 H0zKL]D'> 1.4 快速入门 8 >Jl(9)e 2 创建一个简单的MMI耦合器 28 gg>O:np8 2.1 定义MMI耦合器材料 28 >i> %@ 2.2 定义布局设置 29 cax]lO 2.3 创建一个MMI耦合器 31 X\r?g 2.4 插入input plane 35 e B`7C"Z 2.5 运行模拟 39 ohFUy}y 2.6 在OptiBPM_Analyzer中查看模拟结果 43 A8?uCkG 3 创建一个单弯曲器件 44 HQ8oOn 3.1 定义一个单弯曲器件 44 D0(%{S^ 3.2 定义布局设置 45 ,;aELhMZ 3.3 创建一个弧形波导 46 mCa[? 3.4 插入入射面 49 vjy 59m 3.5 选择输出数据文件 53 hJavi>374 3.6 运行模拟 54 ZSKSMI%D 3.7 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 57 zCvt"!}RRa 4 创建一个MMI星形耦合器 60 vI<n~FHt 4.1 定义MMI星形耦合器的材料 60 ,\y)k}0lH 4.2 定义布局设置 61 Y <'T;@ 4.3 创建一个MMI星形耦合器 61 0] 'Bd`e 4.4 插入输入面 62 de?Bn+mvi. 4.5 运行模拟 63 c~B[<.Qj 4.6 预览最大值 65 Iv6(Z>pAB 4.7 绘制波导 69 '!)|;qe 4.8 指定输出波导的路径 69 }uJH!@j 4.9 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 71 mHqw,28} 4.10 添加输出波导并预览仿真结果 72 \/3Xb 4.11 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 74 }H[v!l@ 5 基于VB脚本进行波长扫描 75 GA,6G [E 5.1 定义波导材料 75 g1JBssw&m 5.2 定义布局设置 76 qVOlUH 5.3 创建波导 76 }B{bM<dF 5.4 修改输入平面 77 K,7IBv,B[ 5.5 指定波导的路径 78 $
e<&7 5.6 运行模拟 79 A4lh`n5% 5.7 在OptiBPM_Simulator中预览模拟结果 81 O1+2Z\F 5.8 应用VB脚本进行模拟 82 yF&"'L 5.9 在OptiBPM_Analyzer中查看模拟结果 84 A.aUWh 6 应用VB脚本设计一个3dB的耦合器 88 ,J|8P{ZO 6.1 定义3dB耦合器所需的材料 88 _ lrCf 6.2 定义布局结构 89 kW"6Gc&HUN 6.3 绘制并定位波导 91 s2-`}LL 6.4 生成布局脚本 95 xEt".K 6.5 插入和编辑输入面 97 #HjiE 6.6 运行模拟 98 $9pFRQC'q 6.7 修改布局脚本 100 y\]~S2}G 6.8 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 102 mM| 313 7 应用预定义扩散过程 104 :J|t! ` 7.1 创建一个由钛在铌酸锂中扩散所形成的线性波导 104 Y`5(F>/RQG 7.2 定义布局设置 106 H1`}3}" 7.3 设计波导 107 ? Xb8B5 7.4 设置模拟参数 108 b5kw*h+/'h 7.5 运行模拟 110 ai7*</ls 7.6 基于钛和镁在铌酸锂中的扩散,创建一个掩埋波导 111 /%w9F 7.7 将模板以新的名称进行保存 111 8lAs~c 7.8 添加一个新的轮廓 111 jmgU'w-s 7.9 创建上方的线性波导 112 >7yOu!l 8 各向异性BPM 115 W,<P]) 8.1 定义材料 116 !a"RHg:HO 8.2 创建轮廓 117 Xr54/.{&@ 8.3 定义布局设置 118 6%/@b`vZ 8.4 创建线性波导 120 kPt9(E] 8.5 设置模拟参数 121 zmV5k 8.6 预览介电常数分量 122 0'Kbh$LU 8.7 创建输入面 123 |a7W@LVYD 8.8 运行各向异性BPM模拟 124 %d..L-`]ET 9 创建一个chip-to-fiber对接耦合器 127 &/K:zWk3mx 9.1 定义chip-to-fiber对接耦合器的材料和波导 128 $3aq+w: 9.2 定义布局设置 130 )<w`E{q 9.3 创建一个chip-to-fiber对接耦合器 130 Y|eB;Dm1q 9.4 编辑输入平面 132 A#:5b5R 9.5 设置模拟参数 134 Ij +
E/V 9.6 运行模拟 135 @<$-*, 10 电光调制器 138 PP\nR
@ 10.1 定义电解质材料 139 m_{?py@tZ 10.2 定义电极材料 140 Qqt< 10.3 定义轮廓 141 7M~w05tPh 10.4 绘制波导 144 K)m\xzT/ 10.5 绘制电极 147 7_,)"J2^ 10.6 静电模拟 149 gv7(-I 10.7 电光模拟 151 N1dp%b9W( 11 折射率(RI)扫描 155 qA4w*{JN 11.1 定义材料和通道 155 $vlc@]~d`& 11.2 定义布局设置 157 vWbf5? 11.3 绘制线性波导 160 ,uEi*s> 11.4 插入输入面 160 !!NVx\a 11.5 创建脚本 161 ![ &
go 11.6 运行模拟 163 iHKWz)0 11.7 在OptiBPM_Analyzer中预览结果 163 {1H3VSYq 12 应用用户自定义扩散轮廓 165 /RLeD 12.1 定义材料 165 P'^#I[G' 12.2 创建参考轮廓 166 cN/8b0C 12.3 定义布局设置 166 yqdhLX|Mk 12.4 用户自定义轮廓 167 Dps0$fc 12.5 根据参考轮廓检测用户自定义轮廓 170 !<psK[ 13 马赫-泽德干涉仪开关 172 0~qnwe[g} 13.1 定义材料 173 Vz$X0C=W;H 13.2 创建钛扩散轮廓 173 9UD~$_<\ 13.3 定义晶圆 174 Gy*6I)l 13.4 创建器件 175 &yFt@g] 13.5 检查x-y切面的RI轮廓 177 P{
AJH1 13.6 定义电极区域 178 `WDN T0@M 对此书感兴趣可以扫码加微咨询[attachment=129977] U0}]3a0
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