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2025-06-17 09:31 |
《OptiBPM入门教程》
前 言 A,osrv F^f]*MhT" 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。 5D#*lMSP"' sdY6_HtE 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。 z t1Q_; wsARH>Vz 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。 mnePm{ W*)>Tr)o 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。 ;J:YNup OCd[P1Y] 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。 ;pNfdII( ]Vubz54 《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 a7Jr} "B 上海讯技光电科技有限公司 2021年4月 5segzaI 3+Q6<MS
q 9H<:\-: 目 录 # a3Q<%V 1 入门指南 4 /swTn1<Y 1.1 OptiBPM安装及说明 4 #X)s=Y&5!T 1.2 OptiBPM简介 5 *6h.#$\ 1.3 光波导介绍 8 %l,Xt"nS# 1.4 快速入门 8 @ZmpcoDI 2 创建一个简单的MMI耦合器 28 4bO7rhve 2.1 定义MMI耦合器材料 28 D@Q|QY5qic 2.2 定义布局设置 29 q*T+8O 2.3 创建一个MMI耦合器 31 PU8R
0r2k\ 2.4 插入input plane 35 rScmUt 2.5 运行模拟 39 -*WD.|k 2.6 在OptiBPM_Analyzer中查看模拟结果 43 6@d( <Z 3 创建一个单弯曲器件 44 h'bxgIl'` 3.1 定义一个单弯曲器件 44 .RT5sj\d 3.2 定义布局设置 45 -~5yl} 3.3 创建一个弧形波导 46 27MgwX
NQ 3.4 插入入射面 49 R_^:<F0 3.5 选择输出数据文件 53 0ul2rZc 3.6 运行模拟 54 XhS<GF% 3.7 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 57 @a~K#Bvlm 4 创建一个MMI星形耦合器 60 PBUc9/ 4.1 定义MMI星形耦合器的材料 60 t+&WsCN 4.2 定义布局设置 61 `pKQ|zGw 4.3 创建一个MMI星形耦合器 61 4-TM3Cw`d& 4.4 插入输入面 62 ]t,ppFC# 4.5 运行模拟 63 | o?@Eh 4.6 预览最大值 65 6PTD%Rf\ 4.7 绘制波导 69 qvT9d7x 4.8 指定输出波导的路径 69 #):FXB$a 4.9 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 71 )qKfTtN` 4.10 添加输出波导并预览仿真结果 72 ak'RV*>mT 4.11 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 74 3A+d8fwi 5 基于VB脚本进行波长扫描 75 m1(rAr1 5.1 定义波导材料 75 ;xb:{? 5.2 定义布局设置 76 LOQEU?z 5.3 创建波导 76 iQA
f 5.4 修改输入平面 77 e]rWR 5.5 指定波导的路径 78 (j'[t 5.6 运行模拟 79 4WNWn#M 5.7 在OptiBPM_Simulator中预览模拟结果 81 ;}r#08I 5.8 应用VB脚本进行模拟 82 [1s B 5.9 在OptiBPM_Analyzer中查看模拟结果 84 * @oAM,@ 6 应用VB脚本设计一个3dB的耦合器 88 LOp<c<+aW 6.1 定义3dB耦合器所需的材料 88 HK }C<gg 6.2 定义布局结构 89 YS;Ql\4 6.3 绘制并定位波导 91 xL mo?Y* 6.4 生成布局脚本 95 En[cg 6.5 插入和编辑输入面 97 ATwPfo8jx@ 6.6 运行模拟 98 d/"e3S1 6.7 修改布局脚本 100 E$RH+):| 6.8 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 102 chxO*G 7 应用预定义扩散过程 104 .i&]VGv 7.1 创建一个由钛在铌酸锂中扩散所形成的线性波导 104 "_9Dau$ 7.2 定义布局设置 106 D].1X0^hp 7.3 设计波导 107 kMUjSa~\ 7.4 设置模拟参数 108
snX5mD 7.5 运行模拟 110 %rYd=Ri 7.6 基于钛和镁在铌酸锂中的扩散,创建一个掩埋波导 111 }VyDX14j 7.7 将模板以新的名称进行保存 111 @c5TSHSL. 7.8 添加一个新的轮廓 111 :] :q=1;c 7.9 创建上方的线性波导 112 3C5<MxtK
8 各向异性BPM 115 @dw0oRF 8.1 定义材料 116 6VIi
nuOW 8.2 创建轮廓 117 40mgB4I 8.3 定义布局设置 118 U"/":w ~ 8.4 创建线性波导 120 *;Sj&O 8.5 设置模拟参数 121 u>d,6
! 8.6 预览介电常数分量 122 w;)@2} 8.7 创建输入面 123 ^hLAMaR 8.8 运行各向异性BPM模拟 124 IojF/ 9 创建一个chip-to-fiber对接耦合器 127 }ufH![|[r 9.1 定义chip-to-fiber对接耦合器的材料和波导 128 81`-xVd 9.2 定义布局设置 130 5ILce%#zL 9.3 创建一个chip-to-fiber对接耦合器 130 !@5B:n* 9.4 编辑输入平面 132 KxqJlben 9.5 设置模拟参数 134 '9*(4/,UJJ 9.6 运行模拟 135 usX
aT(K 10 电光调制器 138 ~^
Q`dJL 10.1 定义电解质材料 139 66!cfpM 10.2 定义电极材料 140 S }mqK|! 10.3 定义轮廓 141 K8f;AK 10.4 绘制波导 144 HOBM?|37CU 10.5 绘制电极 147 $SA8$!: 10.6 静电模拟 149 $3w a%" 10.7 电光模拟 151 Y2HF 11 折射率(RI)扫描 155 0escp~\Z 11.1 定义材料和通道 155 8 Zhx& 11.2 定义布局设置 157 [ lW~v:W 11.3 绘制线性波导 160 gWL'Fl}H 11.4 插入输入面 160 CM|?;PBuv
11.5 创建脚本 161 >+LFu?y 11.6 运行模拟 163 9Eu.Y 11.7 在OptiBPM_Analyzer中预览结果 163 Kj.4Z+^ 12 应用用户自定义扩散轮廓 165 :>+}|(v 12.1 定义材料 165 1#/>[B 12.2 创建参考轮廓 166 $GB/}$fd& 12.3 定义布局设置 166 ~QQi{92 12.4 用户自定义轮廓 167 *#\da]"{ 12.5 根据参考轮廓检测用户自定义轮廓 170 tUaDwIu# 13 马赫-泽德干涉仪开关 172 5R"iF+p4 13.1 定义材料 173 S&^i*R4] 13.2 创建钛扩散轮廓 173 C5"=%v[gQv 13.3 定义晶圆 174 $t}t'uJ 13.4 创建器件 175 3\JEp,5
13.5 检查x-y切面的RI轮廓 177 ~|QhWgq 13.6 定义电极区域 178 AU0pJB' [table=772][tr][td][table=712,#ffffff,,0][tr][td] ! ,WO]Ov 13.7 定义输入平面和模拟参数 182 )\ow/XPE 13.8 运行模拟 182 > yk2 13.9 创建脚本 184 C3>&O?7J*7 14 应用OptiBPM和OptiSystem进行光集成电路模拟-散射数据导出 186 ;n`SF~CU 14.1 理论背景 186 C+tB$yahO 14.2 波导Vertical Offset位置设置 189 <#HQU< 14.3 生成脚本数据 190 Vz[tgb]- 14.4 导出散射数据 193 ^/b3_aM5d 14.5 创建臂 194 !g=4\C`mY 14.6 在OptiSystem内加载*.s文件 197 1<766 14.7 加载两个臂的文件 200 v!~tX*q 14.8 在OptiSystem内完成布局 201 )"KKBil0 14.9 连接元件 202 KFZ2%:6> 14.10 运行模拟 203 gn,D9d+ 14.11 创建图以查看结果 204 =cz^g^7 对此书感兴趣可以扫码加微联系 ))ArM-02 [attachment=132732
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