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2025-06-17 09:31 |
《OptiBPM入门教程》
前 言 c8'!>#$
%0z&k!P 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。 *0
0K3 :$`"M#vMX 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。 \v'\
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4 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。 _FET$$>z N ;&N;6V"} 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。 _Co*"hl>2 V*m@Rs!)2 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。 D-[`wCa, w1je|Oil 《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 |G5Me 上海讯技光电科技有限公司 2021年4月 \Ami-<T ZPT6
pJ L%[om c? 目 录 YmS}*>oz 1 入门指南 4 )rTV}Hk 1.1 OptiBPM安装及说明 4 EMDsi2 1.2 OptiBPM简介 5 `(r[BV|h} 1.3 光波导介绍 8 3}@!TI 1.4 快速入门 8 ng-g\&- 2 创建一个简单的MMI耦合器 28 p#~Dq(Q 2.1 定义MMI耦合器材料 28 F0O/SI(cA 2.2 定义布局设置 29 O;u&>BMk 2.3 创建一个MMI耦合器 31 q&h&GZ 2.4 插入input plane 35 VPB,8zb] 2.5 运行模拟 39 8u,f<XHi"a 2.6 在OptiBPM_Analyzer中查看模拟结果 43 !z
!R)6 3 创建一个单弯曲器件 44 +w
;2k w 3.1 定义一个单弯曲器件 44 cMCGaaLU 3.2 定义布局设置 45 0u]!C"VX 3.3 创建一个弧形波导 46 ZYy,gu< 3.4 插入入射面 49 &uh|!lD 3.5 选择输出数据文件 53 C0xjM0 3.6 运行模拟 54 Q1fJ`A= 3.7 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 57 ~mqiXr8 4 创建一个MMI星形耦合器 60 &TmN^R> 4.1 定义MMI星形耦合器的材料 60 ~Bll\3-= 4.2 定义布局设置 61 +Mb;;hb 4.3 创建一个MMI星形耦合器 61 E1U~ew 4.4 插入输入面 62 ;T Af[[P 4.5 运行模拟 63 t,mD{ENm& 4.6 预览最大值 65 0]C~CvO 4.7 绘制波导 69 pq 4/>WzE 4.8 指定输出波导的路径 69 GZ.Fq 4.9 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 71 8y-Sd\0g 4.10 添加输出波导并预览仿真结果 72 U2=PmS P 4.11 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 74 ZSKSMI%D 5 基于VB脚本进行波长扫描 75 zCvt"!}RRa 5.1 定义波导材料 75 vI<n~FHt 5.2 定义布局设置 76 [xF (t @p 5.3 创建波导 76 }n+#o!uEf 5.4 修改输入平面 77 28KS*5S 5.5 指定波导的路径 78 H\OV7=8 5.6 运行模拟 79 T+_pm DDN 5.7 在OptiBPM_Simulator中预览模拟结果 81 Sga/i?! 5.8 应用VB脚本进行模拟 82 @z8,XW
} 5.9 在OptiBPM_Analyzer中查看模拟结果 84 !TJCQ[Aa} 6 应用VB脚本设计一个3dB的耦合器 88 - J9K 6.1 定义3dB耦合器所需的材料 88 PVGvj c 6.2 定义布局结构 89 GXV<fc"1 6.3 绘制并定位波导 91 ,O[HX?> 6.4 生成布局脚本 95 vJ__jO"Sq 6.5 插入和编辑输入面 97 CNCWxu 6.6 运行模拟 98 <P)vx 6.7 修改布局脚本 100 0XCtw6 6.8 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 102 ]]
R*sd* 7 应用预定义扩散过程 104 9? xMsu-H 7.1 创建一个由钛在铌酸锂中扩散所形成的线性波导 104 29(s^#e8A 7.2 定义布局设置 106 [FHSFr
E,5 7.3 设计波导 107 xFU*,Y 7.4 设置模拟参数 108 VCzmTnD 7.5 运行模拟 110 J. ;9- 7.6 基于钛和镁在铌酸锂中的扩散,创建一个掩埋波导 111 1l$c*STK 7.7 将模板以新的名称进行保存 111 |p"P+"# 7.8 添加一个新的轮廓 111 xEt".K 7.9 创建上方的线性波导 112 #HjiE 8 各向异性BPM 115 $9pFRQC'q 8.1 定义材料 116 q*,g 8.2 创建轮廓 117 '.jr" 3u 8.3 定义布局设置 118 R;2tb7 o 8.4 创建线性波导 120 o`hVI*D 8.5 设置模拟参数 121 D -Goi-4 8.6 预览介电常数分量 122 ')kn 8.7 创建输入面 123 j]uL9\> 8.8 运行各向异性BPM模拟 124 C?v_ig 9 创建一个chip-to-fiber对接耦合器 127 N/ 7Q(^ 9.1 定义chip-to-fiber对接耦合器的材料和波导 128 !"w1Pv, 9.2 定义布局设置 130 "PM!03rb 9.3 创建一个chip-to-fiber对接耦合器 130 s8,{8k 9.4 编辑输入平面 132 |D `r o 9.5 设置模拟参数 134 BU-m\Kf) 9.6 运行模拟 135 s8,N9o[.~P 10 电光调制器 138 r|U'2+vn 10.1 定义电解质材料 139 OR4ZjogzY 10.2 定义电极材料 140 yi7m!+D3 10.3 定义轮廓 141 %E\&9, 10.4 绘制波导 144 N# o" W 10.5 绘制电极 147 bo]xah|."j 10.6 静电模拟 149 OF^:_%c/ 10.7 电光模拟 151 Q~R7 ]AyR 11 折射率(RI)扫描 155 !&f(Xs 11.1 定义材料和通道 155 Ba=P 11.2 定义布局设置 157 g<,kV(_7 11.3 绘制线性波导 160 CAGaZ rx 11.4 插入输入面 160 so~vnSQ!x 11.5 创建脚本 161 Rj&V~or 11.6 运行模拟 163 qd@x#"qT 11.7 在OptiBPM_Analyzer中预览结果 163 ?T+Uu 12 应用用户自定义扩散轮廓 165 E^uWlUb{ 12.1 定义材料 165 Ood8Qty( 12.2 创建参考轮廓 166 ?LP&VU1 12.3 定义布局设置 166 5r;M61 12.4 用户自定义轮廓 167 p~ `f.q$' 12.5 根据参考轮廓检测用户自定义轮廓 170 >EQd;Af 13 马赫-泽德干涉仪开关 172 ich\`j[i 13.1 定义材料 173 i
#5rk(^t 13.2 创建钛扩散轮廓 173 &X0qH8W 13.3 定义晶圆 174 ES~ykE 13.4 创建器件 175 O gQE1{C 13.5 检查x-y切面的RI轮廓 177 ?NV3]vl 13.6 定义电极区域 178 ^j"*-)R [table=772][tr][td][table=712,#ffffff,,0][tr][td] QfI= 13.7 定义输入平面和模拟参数 182 2yYq/J 13.8 运行模拟 182 pNY+ E5 13.9 创建脚本 184 =c{/ Z 14 应用OptiBPM和OptiSystem进行光集成电路模拟-散射数据导出 186 |Gc2w]\3 14.1 理论背景 186 -"u9s[L{ 14.2 波导Vertical Offset位置设置 189 \}O'?)(1 14.3 生成脚本数据 190 j5lSu~
14.4 导出散射数据 193 /ESmQc:DWB 14.5 创建臂 194 ~~h@(2/Q>x 14.6 在OptiSystem内加载*.s文件 197 =d#3& R]p 14.7 加载两个臂的文件 200 O2[uN@nY 14.8 在OptiSystem内完成布局 201 DL&\iR 14.9 连接元件 202 h= uv4& 14.10 运行模拟 203 'je=.{[lWt 14.11 创建图以查看结果 204 XWQp-H. 对此书感兴趣可以扫码加微联系 <mE)&7C [attachment=132732
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