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2021-10-18 11:45 |
《OptiBPM入门教程》
前 言 ""H?gsL[ R@0R`Zs 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。 u"8yK5! rZF*q2? 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。 ;r8X.>P* gSgr6TH0 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。 ;,TFr}p` "zc l|@ 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。 yuVs
YV@" ?(PKeq6 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。 IcEdG( Z.WW(C. 《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 >0gW4!7Y F:VIzyMq<
上海讯技光电科技有限公司 2021年4月 4W])}C % O8o3O
6[Y 目 录 C+]I@Go'Tk 1 入门指南 4 /{[o~:'p 1.1 OptiBPM安装及说明 4 ZG:{[sT 1.2 OptiBPM简介 5 *#2h/Q. 1.3 光波导介绍 8 omFz@ 1.4 快速入门 8 L-Lvp%% 2 创建一个简单的MMI耦合器 28 pw#-_ 2.1 定义MMI耦合器材料 28 ,I9bNO,%JK 2.2 定义布局设置 29 7nSxi+6e 2.3 创建一个MMI耦合器 31 No$3"4wk 2.4 插入input plane 35 CAlCDfKW} 2.5 运行模拟 39 ye97!nIg@ 2.6 在OptiBPM_Analyzer中查看模拟结果 43 vIvIfE 3 创建一个单弯曲器件 44 )_:NLo: 3.1 定义一个单弯曲器件 44 6LZCgdS{ 3.2 定义布局设置 45 }qUX=s
GG 3.3 创建一个弧形波导 46 Kq!3wb; 3.4 插入入射面 49 t:S+%u U 3.5 选择输出数据文件 53 #G3<7PK 3.6 运行模拟 54 gIfh3 D=yX 3.7 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 57 ~,Qp^"rlW 4 创建一个MMI星形耦合器 60 *i,%,O96Nz 4.1 定义MMI星形耦合器的材料 60 KoRV%@I 4.2 定义布局设置 61 rA1._
4.3 创建一个MMI星形耦合器 61 3^ClAE"8 4.4 插入输入面 62 l}h!B_P' 4.5 运行模拟 63 2eogY# 4.6 预览最大值 65 K:M8h{Ua 4.7 绘制波导 69 +t.b` U`- 4.8 指定输出波导的路径 69 IBGrt^$M 4.9 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 71 cK@wsA^4 4.10 添加输出波导并预览仿真结果 72 /1 dT+> 4.11 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 74 \wZe] G%S 5 基于VB脚本进行波长扫描 75 ^OdP4m(
>> 5.1 定义波导材料 75 4| f*eO 5.2 定义布局设置 76 <aw[ XFg 5.3 创建波导 76 B?QIN] 5.4 修改输入平面 77 o-\[,}T)M 5.5 指定波导的路径 78 Ef\-VKh 5.6 运行模拟 79 $qiya[&G4 5.7 在OptiBPM_Simulator中预览模拟结果 81 x;S @bY 5.8 应用VB脚本进行模拟 82 :s,Z<^5a)g 5.9 在OptiBPM_Analyzer中查看模拟结果 84 [^)g%|W 6 应用VB脚本设计一个3dB的耦合器 88 (:_$5&i7 6.1 定义3dB耦合器所需的材料 88 1 zZlC#V 6.2 定义布局结构 89 9$t(&z= 6.3 绘制并定位波导 91 GyIV
Hby 6.4 生成布局脚本 95 @~e5<:|5# 6.5 插入和编辑输入面 97 ~[ jQ!tz 6.6 运行模拟 98 f3;5Am 6.7 修改布局脚本 100 Gt1U!dP 6.8 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 102 M}a6Vu9 7 应用预定义扩散过程 104 _$'ashF 7.1 创建一个由钛在铌酸锂中扩散所形成的线性波导 104 Z;i:]( 7.2 定义布局设置 106 ^~dWU> 7.3 设计波导 107 w
xH7?tsf 7.4 设置模拟参数 108 Q8NX)R 7.5 运行模拟 110
XX@ZQcN 7.6 基于钛和镁在铌酸锂中的扩散,创建一个掩埋波导 111 '%qr.T
% 7.7 将模板以新的名称进行保存 111 [GR;?R5 7.8 添加一个新的轮廓 111 yevPHN"M 7.9 创建上方的线性波导 112 Wzh`or 8 各向异性BPM 115 uZ5p#M_ 8.1 定义材料 116 "g|#B4'e 8.2 创建轮廓 117 #R"*c
hLV 8.3 定义布局设置 118 M{@(G5 8.4 创建线性波导 120 Z r8*et 8.5 设置模拟参数 121 f 2.HF@ 8.6 预览介电常数分量 122 3<!7>]A 8.7 创建输入面 123 %4H%?4 8.8 运行各向异性BPM模拟 124 53D]3 9 创建一个chip-to-fiber对接耦合器 127 E.TAbD&5( 9.1 定义chip-to-fiber对接耦合器的材料和波导 128 |N2#ItBbW 9.2 定义布局设置 130 +R &gqja 9.3 创建一个chip-to-fiber对接耦合器 130 vt8By@]: 9.4 编辑输入平面 132 TxD#9]Q` 9.5 设置模拟参数 134 +2{Lh7Ks 9.6 运行模拟 135 Oz95 10 电光调制器 138 y0#2m6u 10.1 定义电解质材料 139 j_AACq
{. 10.2 定义电极材料 140 TDh5lI
10.3 定义轮廓 141 #] QZ 10.4 绘制波导 144 0;k# *#w 10.5 绘制电极 147 ?
k /` 10.6 静电模拟 149 <YY 14p 10.7 电光模拟 151 u_enqC3 11 折射率(RI)扫描 155 SU0
hma8 11.1 定义材料和通道 155 2ESo2 11.2 定义布局设置 157 (HVGlw'` 11.3 绘制线性波导 160 EwN}l 11.4 插入输入面 160 iMlWM-wz>O 11.5 创建脚本 161 r&CiSMS* 11.6 运行模拟 163 b9krOe*j 11.7 在OptiBPM_Analyzer中预览结果 163 _XBd3JN@ 12 应用用户自定义扩散轮廓 165
ep8 12.1 定义材料 165 &ncvGDGi 12.2 创建参考轮廓 166 _/|\aqF. 12.3 定义布局设置 166 @]j1:PN-
12.4 用户自定义轮廓 167 {FkF 12.5 根据参考轮廓检测用户自定义轮廓 170 iTwm3V
P 13 马赫-泽德干涉仪开关 172 Y4-t7UlS; 13.1 定义材料 173 d=(mw_-? 13.2 创建钛扩散轮廓 173 *w&e\i|7 13.3 定义晶圆 174 qPNR`%}Q 13.4 创建器件 175 9w"*y#_ 13.5 检查x-y切面的RI轮廓 177 j%kncGS 13.6 定义电极区域 178 Nb\4 /;# &
21%zPm 13.7 定义输入平面和模拟参数 182 e+WNk
2 13.8 运行模拟 182 s;e\ pt 13.9 创建脚本 184 @{Q4^'K" 14 应用OptiBPM和OptiSystem进行光集成电路模拟-散射数据导出 186 1M 6D3d_ 14.1 理论背景 186 <I?Zk80 14.2 波导Vertical Offset位置设置 189 4Z*/WsCv 14.3 生成脚本数据 190 X'srL j. 14.4 导出散射数据 193 %J(:ADu] 14.5 创建臂 194 e
,(mR+a8 14.6 在OptiSystem内加载*.s文件 197 dPlV>IM$z 14.7 加载两个臂的文件 200 @JMiO^ 14.8 在OptiSystem内完成布局 201 3fj4%P" 14.9 连接元件 202 ?,mmYW6TjB 14.10 运行模拟 203 79gT+~z 14.11 创建图以查看结果 204 [,Gg^*umS ';CNGv - K+eM QQ:2987619807 L *wYx|
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