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光波导书籍《OptiBPM入门教程》
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infotek
2024-12-03 14:32
光波导书籍《OptiBPM入门教程》
`pbCPa{Y
前 言
ZvuY]=^3
(B\Kb4m
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。
-F`gRAr-
=F[M>o
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。
,GWa3.&.d
ydD:6bBX
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。
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EW]DzL3
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。
N_D=j6B
;R >>,&g
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。
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eZ) |m
《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
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上海讯技光电科技有限公司
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k&yBB%g
目 录
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1 入门指南 4
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1.1 OptiBPM安装及说明 4
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1.2 OptiBPM简介 5
}!g$k $y
1.3 光波导介绍 8
2;:]Q.g
1.4 快速入门 8
~ DLxIe
2 创建一个简单的MMI耦合器 28
Iv7BIK^0
2.1 定义MMI耦合器材料 28
s,J\nbj0h
2.2 定义布局设置 29
lN.&46 e
2.3 创建一个MMI耦合器 31
f:q2JgX
2.4 插入input plane 35
!h&h;m/c
2.5 运行模拟 39
5UL5C:3R9
2.6 在OptiBPM_Analyzer中查看模拟结果 43
Xj?LU7
3 创建一个单弯曲器件 44
L_Z`UhD3{
3.1 定义一个单弯曲器件 44
TbMlYf]It
3.2 定义布局设置 45
R "W=V
3.3 创建一个弧形波导 46
{w>ofyqfp&
3.4 插入入射面 49
s/?(G L+Ae
3.5 选择输出数据文件 53
6#d+BBKIc
3.6 运行模拟 54
Mn\L55?E(
3.7 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 57
<c`,fd8
4 创建一个MMI星形耦合器 60
">|L<
4.1 定义MMI星形耦合器的材料 60
'&/Y}]
4.2 定义布局设置 61
=w7k@[Bq
4.3 创建一个MMI星形耦合器 61
.Xta;Py|J
4.4 插入输入面 62
!H^R_GC
4.5 运行模拟 63
yaj1nq!*"
4.6 预览最大值 65
w4y???90)
4.7 绘制波导 69
ku v<
4.8 指定输出波导的路径 69
H_JT"~_2
4.9 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 71
j~2t^Qz
4.10 添加输出波导并预览仿真结果 72
<D nv=)Rq
4.11 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 74
qB3&F pgW
5 基于VB脚本进行波长扫描 75
TAM`i3{ D
5.1 定义波导材料 75
hEFn>
5.2 定义布局设置 76
#"-w;T%b
5.3 创建波导 76
x@@k_'~t%
5.4 修改输入平面 77
YWhS< }^
5.5 指定波导的路径 78
mpCKF=KL.
5.6 运行模拟 79
P>6wr\9i[
5.7 在OptiBPM_Simulator中预览模拟结果 81
"'8o8g
5.8 应用VB脚本进行模拟 82
AK;G_L
5.9 在OptiBPM_Analyzer中查看模拟结果 84
{7Ez7'SVV
6 应用VB脚本设计一个3dB的耦合器 88
0w^awT<$6
6.1 定义3dB耦合器所需的材料 88
>>7m'-k%D
6.2 定义布局结构 89
JENq?$S
6.3 绘制并定位波导 91
~i@Z4tj7
6.4 生成布局脚本 95
ZONe}tv:
6.5 插入和编辑输入面 97
doe u`
6.6 运行模拟 98
)vur$RX
6.7 修改布局脚本 100
ET ]`
6.8 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 102
`_e 1LEH
7 应用预定义扩散过程 104
EJrQ9"x&n
7.1 创建一个由钛在铌酸锂中扩散所形成的线性波导 104
"6'# L,
7.2 定义布局设置 106
zQ eXN7$
7.3 设计波导 107
o@\q 6xl.
7.4 设置模拟参数 108
|w^nCsv
7.5 运行模拟 110
8>^O]5Wo`X
7.6 基于钛和镁在铌酸锂中的扩散,创建一个掩埋波导 111
PsMCs|*
7.7 将模板以新的名称进行保存 111
;(Qm<JAa
7.8 添加一个新的轮廓 111
5@Lz4 `
7.9 创建上方的线性波导 112
oY%NDTVN
8 各向异性BPM 115
a U*cwR
8.1 定义材料 116
Yg7C"3;Vt
8.2 创建轮廓 117
(OK;*ZH+T@
8.3 定义布局设置 118
oxm3R8S
8.4 创建线性波导 120
;-sF%c
8.5 设置模拟参数 121
@xtfm.}
8.6 预览介电常数分量 122
8BJ&"y8H
8.7 创建输入面 123
4~{q=-]V
8.8 运行各向异性BPM模拟 124
|N>TPK&Xt
9 创建一个chip-to-fiber对接耦合器 127
1@0ZP~LTB
9.1 定义chip-to-fiber对接耦合器的材料和波导 128
a)8M'f_z
9.2 定义布局设置 130
#PRkqg+|
9.3 创建一个chip-to-fiber对接耦合器 130
?\Jl] {i2
9.4 编辑输入平面 132
aTY\mKk
9.5 设置模拟参数 134
Q|o~\h<
9.6 运行模拟 135
nz]+G2h
10 电光调制器 138
"Tm`V9
10.1 定义电解质材料 139
:u53zX[v
10.2 定义电极材料 140
) crhF9 !4
10.3 定义轮廓 141
h|1 /Q (
10.4 绘制波导 144
5Y97?n+6
10.5 绘制电极 147
Cc,,e`
10.6 静电模拟 149
dAcy;-[[P
10.7 电光模拟 151
HI30-$9
11 折射率(RI)扫描 155
1e#}+i!a
11.1 定义材料和通道 155
t1YVE%`w
11.2 定义布局设置 157
*7o(
11.3 绘制线性波导 160
t|aBe7t7
11.4 插入输入面 160
It@.U|
11.5 创建脚本 161
LY^pmak
11.6 运行模拟 163
Ol'Ct'_k,"
11.7 在OptiBPM_Analyzer中预览结果 163
4`7:gfrO,
12 应用用户自定义扩散轮廓 165
/uzU]3KF~
12.1 定义材料 165
?8Hr 9
12.2 创建参考轮廓 166
!1}A\S
12.3 定义布局设置 166
0"L_0 t:
12.4 用户自定义轮廓 167
Rx 4 ;X
12.5 根据参考轮廓检测用户自定义轮廓 170
i7w>Nvj]
13 马赫-泽德干涉仪开关 172
\Z^YaKj&
13.1 定义材料 173
/r Hd9^Y
13.2 创建钛扩散轮廓 173
Q0_UBm^f
13.3 定义晶圆 174
]I#yS=;
13.4 创建器件 175
\]W*0t>s
13.5 检查x-y切面的RI轮廓 177
[huS"1
13.6 定义电极区域 178
8I'c83w
vo[Zuv?<h
13.7 定义输入平面和模拟参数 182
["\Y-6"l
13.8 运行模拟 182
iC`K$LY4W
13.9 创建脚本 184
afcI5w;>}
14 应用OptiBPM和OptiSystem进行光集成电路模拟-散射数据导出 186
n%]1p36
14.1 理论背景 186
Og?]y ^y
14.2 波导Vertical Offset位置设置 189
[ENm(e$sI
14.3 生成脚本数据 190
SAt{At
14.4 导出散射数据 193
pN"d~Z8
14.5 创建臂 194
MGd 7Ont
14.6 在OptiSystem内加载*.s文件 197
#s)Wzv%OX
14.7 加载两个臂的文件 200
K_4}N%P/))
14.8 在OptiSystem内完成布局 201
wTGH5}QZ+
14.9 连接元件 202
&oTUj'$
14.10 运行模拟 203
%W=S*"e-
14.11 创建图以查看结果 204
([='LyH];z
Bg*Oj)NM
对此书感兴趣可以扫码加微咨询[attachment=130963]
infotek
2024-12-18 14:41
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