《OptiBPM入门教程》
前 言 l|K`'YS!<{ -cnlj 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。 My\ (?pn2- Ip 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。 .X(ocs$} 1@A*Jj[R%
通过OptiBPM,科研人员可以同时观察近场分布(包含幅度、相位等),检测辐射以及方向场(Guided Field)。OptiBPM能够提升科研人员在波导器件设计的效率,减小风险并降低整体研发产品成本。 parC~)b_ ]<\; -i) 本书详细描述了各类光波导模型的创建以及分析方法,旨在帮助OptiBPM软件初学者快速学会常用的软件功能。本书主要参考OptiWave公司发布的案例以及相关操作手册翻译整理而成。 1~ZKpvu 9TILrK 本书第一章主要介绍了软件的安装方法以及软件的开发背景,第二~十三章,分别描述了如何创建以及分析常见的波导类器件,如MMI耦合器、MMI星形耦合器、3dB耦合器、电光调制器、Chip-to-Fiber对接耦合器、马赫泽德干涉仪等,并包含了创建各类波导的方法和分析方法,如参数扫描,脚本自定义等。第十四章主要描述了如何将OptiBPM设计的元器件,导入到OptiSystem(一款光通信系统模拟仿真软件)中做联合仿真,可以查看此元器件在光通信系统中的具体行为。 od~`q4p1(- &-6D'@ 《OptiBPM入门指南》,是由上海讯技光电工程师翻译整理而来,译者希望本书能够对OptiBPM的使用者有所帮助,通过学习后能够较好的掌握OptiBPM软件的基本使用方法。由于译者水平有限,书中错误纰漏之处在所难免,敬请同行读者批评和指正 N0G-/ QprzlxB
上海讯技光电科技有限公司 2021年4月 YP vg(T 9wC:8@`6E 目 录 9 ulr6 1 入门指南 4 wq"AW yu 1.1 OptiBPM安装及说明 4 8yc?9&/| 1.2 OptiBPM简介 5 },5_h0 1.3 光波导介绍 8 nW
(wu!2 1.4 快速入门 8 yi/jZX 2 创建一个简单的MMI耦合器 28 U[8Cg 2.1 定义MMI耦合器材料 28 ';?b99 2.2 定义布局设置 29 u3H2\< 2.3 创建一个MMI耦合器 31 >}ozEX6c2 2.4 插入input plane 35 +kTa>U<? 2.5 运行模拟 39 RU'DUf 2.6 在OptiBPM_Analyzer中查看模拟结果 43 y3!=0uPf 3 创建一个单弯曲器件 44 k6 f;A 3.1 定义一个单弯曲器件 44 P'6(HT>F? 3.2 定义布局设置 45 /< CjBW: 3.3 创建一个弧形波导 46 GcPhT 3.4 插入入射面 49 (N\Zz*PLz 3.5 选择输出数据文件 53 /Iu._2 3.6 运行模拟 54 fE/8;v!= 3.7 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 57 jsvD[ \P 4 创建一个MMI星形耦合器 60 &p$SFH?s 4.1 定义MMI星形耦合器的材料 60 ?y{C"w!
4.2 定义布局设置 61 2JYt.HN 4.3 创建一个MMI星形耦合器 61 :=tPC A= 4.4 插入输入面 62 ; (+r)r_ 4.5 运行模拟 63 b_ | 4.6 预览最大值 65 PaFJw5f 4.7 绘制波导 69 1XO*yZF 4.8 指定输出波导的路径 69 ^eEj
5Rh 4.9 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 71 8D:{05 4.10 添加输出波导并预览仿真结果 72 K/u`Wz~A 4.11 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 74 =#<hT
s 5 基于VB脚本进行波长扫描 75 <z|? C 5.1 定义波导材料 75 ^q,KRut 5.2 定义布局设置 76 9Yowz]') 5.3 创建波导 76 2eu`X2IBcT 5.4 修改输入平面 77 '.@R_sj 5.5 指定波导的路径 78 1a90S*M 5.6 运行模拟 79 bkl'0
p 5.7 在OptiBPM_Simulator中预览模拟结果 81 7
v<$l 5.8 应用VB脚本进行模拟 82 GfU+'k;9 5.9 在OptiBPM_Analyzer中查看模拟结果 84 5@Q4[+5&_ 6 应用VB脚本设计一个3dB的耦合器 88 !DCJ2h%E[_ 6.1 定义3dB耦合器所需的材料 88 bhSpSul 6.2 定义布局结构 89 l1N{ujM 6.3 绘制并定位波导 91 ,\DB8v6l\A 6.4 生成布局脚本 95 8y!fqXm%) 6.5 插入和编辑输入面 97 .VmI4V?}h 6.6 运行模拟 98 UUY-EC7X 6.7 修改布局脚本 100 fT8Id\6js 6.8 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 102 IO xj$ ?%l 7 应用预定义扩散过程 104 KX)xCR~
7.1 创建一个由钛在铌酸锂中扩散所形成的线性波导 104 q'2PG@ 7.2 定义布局设置 106 -H`G6oMOO 7.3 设计波导 107 &u"*vG (U[ 7.4 设置模拟参数 108 `z)!!y 7.5 运行模拟 110 RQ{w`>K 7.6 基于钛和镁在铌酸锂中的扩散,创建一个掩埋波导 111 ok\+$+$ju 7.7 将模板以新的名称进行保存 111 "\BP+AF 7.8 添加一个新的轮廓 111 gH\r# wy| 7.9 创建上方的线性波导 112 7"xd'\c@ 8 各向异性BPM 115 /@RnCjc' 8.1 定义材料 116 Mn~A;=%qF 8.2 创建轮廓 117 Lx?bO`=qg7 8.3 定义布局设置 118 !Y]}&pUP 8.4 创建线性波导 120 ! qcu-d5b 8.5 设置模拟参数 121 y=vH8D]%X 8.6 预览介电常数分量 122 ^MJGY,r6b 8.7 创建输入面 123 31>k3IP& 8.8 运行各向异性BPM模拟 124 0uU%jN$ 9 创建一个chip-to-fiber对接耦合器 127 /"CKVQ 9.1 定义chip-to-fiber对接耦合器的材料和波导 128 sD{b0mZT 9.2 定义布局设置 130 yekIw 9.3 创建一个chip-to-fiber对接耦合器 130 @?B=8VHR 9.4 编辑输入平面 132 {C]M]b*F6( 9.5 设置模拟参数 134 ;wQWt_OtuJ 9.6 运行模拟 135
}aNiO85 10 电光调制器 138 XFu@XUk!K 10.1 定义电解质材料 139 )1fQhdO}x 10.2 定义电极材料 140 qfSoF| 10.3 定义轮廓 141 2hJ{+E.m 10.4 绘制波导 144 uaPBM< 10.5 绘制电极 147 )i_FU~ LRq 10.6 静电模拟 149 Ix"c<1I 10.7 电光模拟 151 jm-0]ugY&` 11 折射率(RI)扫描 155 l IFt/ 11.1 定义材料和通道 155 Ab2g),;c 11.2 定义布局设置 157 (v4 11.3 绘制线性波导 160 H;sQ]:.*] 11.4 插入输入面 160 u\e#_*> 11.5 创建脚本 161 P/I{q s 11.6 运行模拟 163 %o"Rcw| 11.7 在OptiBPM_Analyzer中预览结果 163 rd,mbH[<C 12 应用用户自定义扩散轮廓 165 /a$+EQ$ 12.1 定义材料 165 _yWH\5@ 12.2 创建参考轮廓 166 HJJ^pk& 12.3 定义布局设置 166 0X0D8H(7Q 12.4 用户自定义轮廓 167 :x{Q 12.5 根据参考轮廓检测用户自定义轮廓 170 tt^ze|*&t 13 马赫-泽德干涉仪开关 172 Xl/G|jB9 13.1 定义材料 173
l#~FeD 13.2 创建钛扩散轮廓 173 44W3U~1 13.3 定义晶圆 174 4*+EUJ| 13.4 创建器件 175 GwW#Ww;Oc 13.5 检查x-y切面的RI轮廓 177 pK8nzGQl7 13.6 定义电极区域 178 -YuvEm#f 对此书感兴趣可以扫码加微咨询[attachment=129977] O5{XT]:
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