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    [产品]光波导、耦合《OptiBPM入门教程》 [复制链接]

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    只看楼主 倒序阅读 楼主  发表于: 2024-03-21
    前  言 Q,m&XpZ  
    @2`$ XWD  
    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。 3J_B uMV  
    xU!eT'Y  
    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。 ?;YymD_  
    8#{DBWU  
    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。 *}P=7TuS  
    S]x\Asj;w  
    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。 ls@j8bVv^  
    bzWWW^kNL  
    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。 V{{Xz:   
    &cSZ?0R  
    《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 =j~vL`d2]  
    s L=}d[  
    上海讯技光电科技有限公司
    9 S4bg7  
    T!%J x.^  
    目 录
    y,xJ5BI$  
    1 入门指南 4 M(Tlkr  
    1.1 OptiBPM安装及说明 4 (3Dz'X  
    1.2 OptiBPM简介 5 Js'j}w  
    1.3 光波导介绍 8 }{S+C[:_  
    1.4 快速入门 8 J=t@2  
    2 创建一个简单的MMI耦合器 28 pGdFeEkB/  
    2.1 定义MMI耦合器材料 28 eUVhNg  
    2.2 定义布局设置 29 V^%P}RFMc  
    2.3 创建一个MMI耦合器 31 od-yVE&  
    2.4 插入input plane 35 g2%fla7r  
    2.5 运行模拟 39 \(&UDG$  
    2.6 在OptiBPM_Analyzer中查看模拟结果 43 sKwUY{u\M  
    3 创建一个单弯曲器件 44 })y B2Q0  
    3.1 定义一个单弯曲器件 44 !T"jvDYH  
    3.2 定义布局设置 45 8)ykXx/f@  
    3.3 创建一个弧形波导 46 +A-z>T(  
    3.4 插入入射面 49 IBz)3gj J  
    3.5 选择输出数据文件 53 X.GK5Phd  
    3.6 运行模拟 54 VCX^D)[-  
    3.7 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 57 fZavZ\qU  
    4 创建一个MMI星形耦合器 60 E*"oA1/I  
    4.1 定义MMI星形耦合器的材料 60 ]ne  
    4.2 定义布局设置 61 0^83:C ^{  
    4.3 创建一个MMI星形耦合器 61 4ATIF ;G'<  
    4.4 插入输入面 62 [ 0z-X7=e  
    4.5 运行模拟 63 b!JrdJO,DP  
    4.6 预览最大值 65 #Dp]S, e  
    4.7 绘制波导 69 ;-^8lWt  
    4.8 指定输出波导的路径 69 [tk6Kx8a  
    4.9 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 71 uE,g|51H/  
    4.10 添加输出波导并预览仿真结果 72 ~X<?&;6  
    4.11 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 74 Yy'CBIq#f  
    5 基于VB脚本进行波长扫描 75 (>SucUU  
    5.1 定义波导材料 75 9UCA&n  
    5.2 定义布局设置 76 )l H`a  
    5.3 创建波导 76 Vr:`?V9Q2(  
    5.4 修改输入平面 77 4x-K0  
    5.5 指定波导的路径 78 oc"7|YG  
    5.6 运行模拟 79 97k}{tG  
    5.7 在OptiBPM_Simulator中预览模拟结果 81 zG)vmysJf  
    5.8 应用VB脚本进行模拟 82 q.bx nta"  
    5.9 在OptiBPM_Analyzer中查看模拟结果 84 E5yn,-GyE0  
    6 应用VB脚本设计一个3dB的耦合器 88 uvl>Z= "  
    6.1 定义3dB耦合器所需的材料 88 .dsB\ C  
    6.2 定义布局结构 89 # TZ`   
    6.3 绘制并定位波导 91 Ot{~mMDp  
    6.4 生成布局脚本 95 s+E: 7T9P  
    6.5 插入和编辑输入面 97 g&rz*)|/  
    6.6 运行模拟 98 DMA`Jx  
    6.7 修改布局脚本 100 { u3giB  
    6.8 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 102 & zv!cf  
    7 应用预定义扩散过程 104 zvn3i5z  
    7.1 创建一个由钛在铌酸锂中扩散所形成的线性波导 104 ,WBKN)%u  
    7.2 定义布局设置 106 Pq, iR J  
    7.3 设计波导 107 /\MkH\zg  
    7.4 设置模拟参数 108 I2WWhsNC  
    7.5 运行模拟 110 q[(1zG%NbA  
    7.6 基于钛和镁在铌酸锂中的扩散,创建一个掩埋波导 111 <k 'zz:[c!  
    7.7 将模板以新的名称进行保存 111 / 5/m x  
    7.8 添加一个新的轮廓 111 {f\{{JJ]  
    7.9 创建上方的线性波导 112 Nw '$r  
    8 各向异性BPM 115 XEBj=5sG  
    8.1 定义材料 116 #nq_R  
    8.2 创建轮廓 117 ZgfhNI\  
    8.3 定义布局设置 118 B,] AfH  
    8.4 创建线性波导 120 +g;{c+Kw:  
    8.5 设置模拟参数 121 7Vu f4Z5  
    8.6 预览介电常数分量 122 HWFL u  
    8.7 创建输入面 123 1\J9QZX0  
    8.8 运行各向异性BPM模拟 124 QjKh#sU&  
    9 创建一个chip-to-fiber对接耦合器 127 2(5/#$t  
    9.1 定义chip-to-fiber对接耦合器的材料和波导 128 ux~=}{tz  
    9.2 定义布局设置 130 49ehj1Se  
    9.3 创建一个chip-to-fiber对接耦合器 130 [X7gP4  
    9.4 编辑输入平面 132 zt!7aVm n  
    9.5 设置模拟参数 134 mqbCa6>_S  
    9.6 运行模拟 135 dL~^C I  
    10 电光调制器 138 [?bq4u`  
    10.1 定义电解质材料 139 &eb8k2S  
    10.2 定义电极材料 140 -2j[;kgt}  
    10.3 定义轮廓 141 sR^b_/ElxT  
    10.4 绘制波导 144 KquuM ]5S  
    10.5 绘制电极 147 =@c;%x  
    10.6 静电模拟 149 4dy!2KZN  
    10.7 电光模拟 151 Wt.['`c<  
    11 折射率(RI)扫描 155 bB)$=7\  
    11.1 定义材料和通道 155 p W@Yr  
    11.2 定义布局设置 157 L)qUBp@MW  
    11.3 绘制线性波导 160 ,w f6gmh8  
    11.4 插入输入面 160 {|'NpV  
    11.5 创建脚本 161 jO9! :L>b`  
    11.6 运行模拟 163 WcY$=\7  
    11.7 在OptiBPM_Analyzer中预览结果 163 2Bi?^kQ#  
    12 应用用户自定义扩散轮廓 165 (*kKfg4Wj  
    12.1 定义材料 165 G'`^U}9V\  
    12.2 创建参考轮廓 166 7yjun|Lt}X  
    12.3 定义布局设置 166 Sk-Q 4D^  
    12.4 用户自定义轮廓 167 {y B0JL}n  
    12.5 根据参考轮廓检测用户自定义轮廓 170 hiv {A9a?  
    13 马赫-泽德干涉仪开关 172 iRx`Nx<@  
    13.1 定义材料 173 eJ6 #x$I,  
    13.2 创建钛扩散轮廓 173 xUNq!({T  
    13.3 定义晶圆 174 {|@}xrB  
    13.4 创建器件 175 U2LD_-HZ  
    13.5 检查x-y切面的RI轮廓 177 ;GKL[ tI"  
    13.6 定义电极区域 178 O{\%{XrW  
    FzykC  
    13.7 定义输入平面和模拟参数 182 vz)R84   
    13.8 运行模拟 182 ?op;#/Q(  
    13.9 创建脚本 184 W)'*Dcd  
    14 应用OptiBPM和OptiSystem进行光集成电路模拟-散射数据导出 186 &3J^z7kU  
    14.1 理论背景 186 xel|,|*Yq  
    14.2 波导Vertical Offset位置设置 189 +Jm vB6s  
    14.3 生成脚本数据 190 L2_[M'  
    14.4 导出散射数据 193 _BONN6=*y  
    14.5 创建臂 194 7w]3D  
    14.6 在OptiSystem内加载*.s文件 197 |!/+ T^u  
    14.7 加载两个臂的文件 200 vvs2:87zvJ  
    14.8 在OptiSystem内完成布局 201 $j8CF3d.6  
    14.9 连接元件 202 5<e{)$C  
    14.10 运行模拟 203 YQyI{  
    14.11 创建图以查看结果 204 [#YzU^^Ib  
    YQtq?&0Ct  
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