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    [技术]《OptiBPM入门教程》 [复制链接]

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    只看楼主 正序阅读 楼主  发表于: 2024-06-17
    前  言 Q2F+?w;,  
    -8j+s}Q  
    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。 8p@Piy{p  
    TiO"xMX  
    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。 r0,:J   
    (tZrw5 @  
    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。 p4-o/8rO  
    9/ibWa\.  
    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。 9&_<f}ou  
    1>E<8&2[L  
    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。 (+FfB"3]  
    ak |WW]R  
    《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 R)RG[F#   
    上海讯技光电科技有限公司
    2021年4月 :=/>Vbd: )  
    hR Ue<0o:  
    WqXbI4;pJ  
    目 录 Zy(W^~NT  
    1 入门指南 4 lJis~JLd`  
    1.1 OptiBPM安装及说明 4 ZGYr$C~  
    1.2 OptiBPM简介 5 )Ccq4i  
    1.3 光波导介绍 8 -< &D  
    1.4 快速入门 8 i-6F:\;  
    2 创建一个简单的MMI耦合器 28 2|}+T6_q  
    2.1 定义MMI耦合器材料 28 -U/c\-~fU  
    2.2 定义布局设置 29 fH >NJK;  
    2.3 创建一个MMI耦合器 31 \3S8 62B7  
    2.4 插入input plane 35 <\}KT*Xp  
    2.5 运行模拟 39 C@L$~iG  
    2.6 在OptiBPM_Analyzer中查看模拟结果 43 t`,` 6@d  
    3 创建一个单弯曲器件 44 (KF=On;=Y  
    3.1 定义一个单弯曲器件 44 @)4]b+8Z  
    3.2 定义布局设置 45 MgNU``  
    3.3 创建一个弧形波导 46 }`,t$NV`  
    3.4 插入入射面 49 j&Wl0  
    3.5 选择输出数据文件 53 (r D_(%o  
    3.6 运行模拟 54 B3 5E8/  
    3.7 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 57 6DuEL=C  
    4 创建一个MMI星形耦合器 60 %+K<<iyR|  
    4.1 定义MMI星形耦合器的材料 60 JAX*hGhkh  
    4.2 定义布局设置 61 |]ZYa.+:  
    4.3 创建一个MMI星形耦合器 61 :"I E  
    4.4 插入输入面 62 yRfSJbzaf\  
    4.5 运行模拟 63 *UmI]E{g3(  
    4.6 预览最大值 65 }t%!9hr5D  
    4.7 绘制波导 69 }XSfst5-H  
    4.8 指定输出波导的路径 69 kT!9`S\  
    4.9 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 71 _oUHJ~&,  
    4.10 添加输出波导并预览仿真结果 72 I{*<4a7q  
    4.11 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 74 .On|uC)!  
    5 基于VB脚本进行波长扫描 75 -cSP _1  
    5.1 定义波导材料 75 j(k: @  
    5.2 定义布局设置 76 km1~yQ"bH  
    5.3 创建波导 76 vOc 9ZE  
    5.4 修改输入平面 77 A' /KUi  
    5.5 指定波导的路径 78 K?zH35f$  
    5.6 运行模拟 79 qASqscO  
    5.7 在OptiBPM_Simulator中预览模拟结果 81 $a"n1ou  
    5.8 应用VB脚本进行模拟 82  XoCC/  
    5.9 在OptiBPM_Analyzer中查看模拟结果 84 f' aVV!  
    6 应用VB脚本设计一个3dB的耦合器 88 T|dY 2  
    6.1 定义3dB耦合器所需的材料 88 HOE_S!N  
    6.2 定义布局结构 89 !H irhD N  
    6.3 绘制并定位波导 91 *EZHJt9  
    6.4 生成布局脚本 95 J~1r{5V4{  
    6.5 插入和编辑输入面 97 Ie`13 L2  
    6.6 运行模拟 98 )Ib<F 7v  
    6.7 修改布局脚本 100 yLdVd P  
    6.8 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 102 JA'h4AXk  
    7 应用预定义扩散过程 104 0;:.B j  
    7.1 创建一个由钛在铌酸锂中扩散所形成的线性波导 104 V8HnUuz  
    7.2 定义布局设置 106 [-;_ZFS{  
    7.3 设计波导 107 "gne_Ye.  
    7.4 设置模拟参数 108 I S#FiH  
    7.5 运行模拟 110 :xh?e N&  
    7.6 基于钛和镁在铌酸锂中的扩散,创建一个掩埋波导 111 bV$)!]V  
    7.7 将模板以新的名称进行保存 111 'F _8j;  
    7.8 添加一个新的轮廓 111 i]|Yg$  
    7.9 创建上方的线性波导 112 tdSfi<y5I  
    8 各向异性BPM 115 aP8H`^DFX>  
    8.1 定义材料 116 Rx);7j/5  
    8.2 创建轮廓 117 ( |PAx (  
    8.3 定义布局设置 118 l-s!A(l  
    8.4 创建线性波导 120 gUpb4uN  
    8.5 设置模拟参数 121 HaYE9/xS  
    8.6 预览介电常数分量 122 )6Ny1x+  
    8.7 创建输入面 123 ?F6pEt4  
    8.8 运行各向异性BPM模拟 124 C0 /g1;p(  
    9 创建一个chip-to-fiber对接耦合器 127 `(f!*Ru@/z  
    9.1 定义chip-to-fiber对接耦合器的材料和波导 128 A Q+]|XYo_  
    9.2 定义布局设置 130 M5*{  
    9.3 创建一个chip-to-fiber对接耦合器 130 5K<5kHpvJ{  
    9.4 编辑输入平面 132 q|v(Edt|_[  
    9.5 设置模拟参数 134 @1 U&UH  
    9.6 运行模拟 135 NyVnA  
    10 电光调制器 138 m"fNK$_d  
    10.1 定义电解质材料 139 -t2+|J*  
    10.2 定义电极材料 140 :w<V  
    10.3 定义轮廓 141 @H7Wb}  
    10.4 绘制波导 144 ZP;j9 T!  
    10.5 绘制电极 147 p"FW&Q=PN  
    10.6 静电模拟 149 |kvC H<F'  
    10.7 电光模拟 151 3v mjCm  
    11 折射率(RI)扫描 155 {e[c  
    11.1 定义材料和通道 155 $P(v{W)  
    11.2 定义布局设置 157 (q4),y<:[  
    11.3 绘制线性波导 160 pDh{Z g6t  
    11.4 插入输入面 160 .GsO.#p{  
    11.5 创建脚本 161 n%k!vJ)]  
    11.6 运行模拟 163 Xy@7y[s]  
    11.7 在OptiBPM_Analyzer中预览结果 163 9$Xu,y  
    12 应用用户自定义扩散轮廓 165 mFSw@CC  
    12.1 定义材料 165 Yb /i{@AJ  
    12.2 创建参考轮廓 166 F6K4#t+9  
    12.3 定义布局设置 166 d8m6B6 CW  
    12.4 用户自定义轮廓 167 AwTJJ0>  
    12.5 根据参考轮廓检测用户自定义轮廓 170 |R56ho5C  
    13 马赫-泽德干涉仪开关 172 K,w"_T  
    13.1 定义材料 173 g q}I[N  
    13.2 创建钛扩散轮廓 173 >j'ZPwj^  
    13.3 定义晶圆 174 1XnZy5fEo  
    13.4 创建器件 175 g+ MdHn[  
    13.5 检查x-y切面的RI轮廓 177 #F*1V(!  
    13.6 定义电极区域 178 ~-dV^SO  
    B"v.* %"&/  
    [table=772][tr][td][table=712,#ffffff,,0][tr][td] UY<e&Npo  
    13.7 定义输入平面和模拟参数 18213.8 运行模拟 182 Ojt`^r!V  
    13.9 创建脚本 18414 应用OptiBPM和OptiSystem进行光集成电路模拟-散射数据导出 186 g=]u^&  
    14.1 理论背景 18614.2 波导Vertical Offset位置设置 189 g*F'[Z."  
    14.3 生成脚本数据 19014.4 导出散射数据 193 HS.^y x  
    14.5 创建臂 19414.6 在OptiSystem内加载*.s文件 197 .{=$!8|&I9  
    14.7 加载两个臂的文件 20014.8 在OptiSystem内完成布局 201 ]Lm9^q14m  
    14.9 连接元件 20214.10 运行模拟 203 `"@g8PWe  
    14.11 创建图以查看结果 204 U R%4@   
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