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2025-06-17 09:31 |
《OptiBPM入门教程》
前 言 \h 1 T/_4 HrS 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。 y]TNjLpo$ ##clReS 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。 Gmp`3 6b9&V` 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。 YN 31Lo Z@bGLS 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。 &[|P/gj#> {Qr0pjE7R 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。 gTjhD( *]RCfHo\= 《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 ;(,1pi7| 上海讯技光电科技有限公司 2021年4月 iHL`r1I! JW-!m8 o:"^@3 目 录 j: /cJt 1 入门指南 4 wx%TQ! 1.1 OptiBPM安装及说明 4 p7kH"j{xD 1.2 OptiBPM简介 5 WYNO6Xb#: 1.3 光波导介绍 8 z^=e3~-J 1.4 快速入门 8 zS+_6s 2 创建一个简单的MMI耦合器 28
KL\]1YX 2.1 定义MMI耦合器材料 28 sCE2 F_xjL 2.2 定义布局设置 29 J,=:
]t 2.3 创建一个MMI耦合器 31 gaXKP1m^ 2.4 插入input plane 35 Y94/tjt 2.5 运行模拟 39 !@vM@Z" 2.6 在OptiBPM_Analyzer中查看模拟结果 43 <m3or 3 创建一个单弯曲器件 44 -L%2*`-L$ 3.1 定义一个单弯曲器件 44 {IpIQ-@l 3.2 定义布局设置 45 l`A4)8Y@ 3.3 创建一个弧形波导 46 dn)pVti_ 3.4 插入入射面 49 ZT'Sw%U: 3.5 选择输出数据文件 53 =ap6IVR 3.6 运行模拟 54 b[_${in: 3.7 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 57 R1=ir# U|D 4 创建一个MMI星形耦合器 60 {BlKVsQ 4.1 定义MMI星形耦合器的材料 60 $ZOKB9QccC 4.2 定义布局设置 61 }.R].4gT 4.3 创建一个MMI星形耦合器 61 9?_ybO~Oq 4.4 插入输入面 62 8K/o / 4.5 运行模拟 63 $=-Q]ld&] 4.6 预览最大值 65 ^,M&PP6 4.7 绘制波导 69 )"o+wSI1 4.8 指定输出波导的路径 69 >)IXc<"wq 4.9 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 71 T|&2!Sh 4.10 添加输出波导并预览仿真结果 72 _%$(D"^j 4.11 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 74 a|v}L, 5 基于VB脚本进行波长扫描 75 FTg4i\Wp 5.1 定义波导材料 75 S=wJ{?gzAK 5.2 定义布局设置 76 Mn=5yU 5.3 创建波导 76 &PAgab2$ 5.4 修改输入平面 77 ^QKL}xiV: 5.5 指定波导的路径 78 khW9n* 5.6 运行模拟 79 9C{\=?e; 5.7 在OptiBPM_Simulator中预览模拟结果 81 j_r7oARL 5.8 应用VB脚本进行模拟 82 Kx;DmwX- 5.9 在OptiBPM_Analyzer中查看模拟结果 84 M:~/e8Xv 6 应用VB脚本设计一个3dB的耦合器 88 )
-C9W7?I 6.1 定义3dB耦合器所需的材料 88 oYG].PC 6.2 定义布局结构 89 Bw[jrK 6.3 绘制并定位波导 91 ;\$P;-VY 6.4 生成布局脚本 95 p~sfd 6.5 插入和编辑输入面 97 :~2An-V 6.6 运行模拟 98 y ;4h'y># 6.7 修改布局脚本 100 r12{XW?~ 6.8 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 102 |;-,(509 7 应用预定义扩散过程 104 7Pc0|Z/ 7.1 创建一个由钛在铌酸锂中扩散所形成的线性波导 104 Z-{!Z;T)z 7.2 定义布局设置 106 ZQ^kS9N i 7.3 设计波导 107 WLAJqmC] 7.4 设置模拟参数 108 lK?
Z38 7.5 运行模拟 110 /Jc?;@{ 7.6 基于钛和镁在铌酸锂中的扩散,创建一个掩埋波导 111 ,Dz2cR6 7.7 将模板以新的名称进行保存 111 E00zf3Jgv' 7.8 添加一个新的轮廓 111 y%H;o?<WX 7.9 创建上方的线性波导 112 @J~y_J{ 8 各向异性BPM 115 J9LS6~
7 8.1 定义材料 116 h]94\XQ>$ 8.2 创建轮廓 117 toipEp<ci 8.3 定义布局设置 118 3"gifE 8.4 创建线性波导 120 Z w5\{Z0 8.5 设置模拟参数 121 s'^zudx 8.6 预览介电常数分量 122 [hg|bpEG 8.7 创建输入面 123 2.2Z'$W 8.8 运行各向异性BPM模拟 124 ndm19M8Y| 9 创建一个chip-to-fiber对接耦合器 127 >EMgP1 9.1 定义chip-to-fiber对接耦合器的材料和波导 128 /s%I(iP4 9.2 定义布局设置 130 $p4aNC 9.3 创建一个chip-to-fiber对接耦合器 130 y0qE::/H$ 9.4 编辑输入平面 132 7F-b/AdVq 9.5 设置模拟参数 134 8-5a*vV,> 9.6 运行模拟 135 TKc&yAK 10 电光调制器 138 \2<2&=h? 10.1 定义电解质材料 139 ~MY(6P 10.2 定义电极材料 140 mm=Y(G[_%y 10.3 定义轮廓 141 'KGY;8<x] 10.4 绘制波导 144 &,Q{l$`X 10.5 绘制电极 147 <LW|m7 10.6 静电模拟 149 4(4JQ(5 10.7 电光模拟 151 bIm$7a`T 11 折射率(RI)扫描 155 bE>3D#V< 11.1 定义材料和通道 155 L\og`L)5\ 11.2 定义布局设置 157 ?E2k]y6< 11.3 绘制线性波导 160 YeJ95\jf 11.4 插入输入面 160 +&\TdvNI4 11.5 创建脚本 161 fC3IxlG 11.6 运行模拟 163 FbM5Bqv 11.7 在OptiBPM_Analyzer中预览结果 163 )
Q=G& 12 应用用户自定义扩散轮廓 165 ~rCnST 12.1 定义材料 165 <J-OwO a-1 12.2 创建参考轮廓 166 f
5i`B*/ 12.3 定义布局设置 166 73~Mq7~8 12.4 用户自定义轮廓 167 ):78GVp 12.5 根据参考轮廓检测用户自定义轮廓 170 nu0bJ:0aLd 13 马赫-泽德干涉仪开关 172 N0RFPEQ~ 13.1 定义材料 173 >2syF{`j 13.2 创建钛扩散轮廓 173 8VcAtrx_ 13.3 定义晶圆 174 X}zKV 13.4 创建器件 175 M]` Q4\ 13.5 检查x-y切面的RI轮廓 177 #>'1oC{ 13.6 定义电极区域 178 W,{`)NWg [table=772][tr][td][table=712,#ffffff,,0][tr][td] <Awx:lw. 13.7 定义输入平面和模拟参数 182 J+*rjdI 13.8 运行模拟 182 Y0B*.H
Ae 13.9 创建脚本 184 g&0GO:F` 14 应用OptiBPM和OptiSystem进行光集成电路模拟-散射数据导出 186 N~>?w#?J 14.1 理论背景 186 1]>KuXd
r 14.2 波导Vertical Offset位置设置 189 cn\& ;55v 14.3 生成脚本数据 190 <M'IRf/D 14.4 导出散射数据 193 sf*SxdoZU 14.5 创建臂 194 T4!]^_t^ 14.6 在OptiSystem内加载*.s文件 197 LVEVCpp@ 14.7 加载两个臂的文件 200 <Z8] W1) 14.8 在OptiSystem内完成布局 201 F[=m|MZb 14.9 连接元件 202 H+5]3>O-$ 14.10 运行模拟 203 jATU b- 14.11 创建图以查看结果 204 M.8!BB7\8e 对此书感兴趣可以扫码加微联系 .sG,TLE[< [attachment=132732
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