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2021-10-18 11:45 |
《OptiBPM入门教程》
前 言 K
chp% (f Gmjx 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。 oRJ!J-Z] 6I5,PB 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。 rUg<(/c ! };OLQ 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。 <oJM||ZA >a6{y 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。 r8]y1
Om< ~Bw)rf, 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。 %Y0,ww2 m{dXN= 《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 QJeL&mf olHT* mr
上海讯技光电科技有限公司 2021年4月 MM+x}g.? U-b( 目 录 nU^ -D1s{ 1 入门指南 4 {>x6SVF 1.1 OptiBPM安装及说明 4 *y6zwe !M 1.2 OptiBPM简介 5 df85g 1.3 光波导介绍 8 pJnT \~o 1.4 快速入门 8 //x^[fkNq) 2 创建一个简单的MMI耦合器 28 O_gr{L} 2.1 定义MMI耦合器材料 28 O)2==_f\ 2.2 定义布局设置 29 G}|!Jdr 2.3 创建一个MMI耦合器 31 vS@;D7ep 2.4 插入input plane 35 }fS`jq; 2.5 运行模拟 39 eNQQ`ll@m 2.6 在OptiBPM_Analyzer中查看模拟结果 43 bi@z<Xm% 3 创建一个单弯曲器件 44
+n'-%?LD& 3.1 定义一个单弯曲器件 44 H}ie D"T_ 3.2 定义布局设置 45 Q+i 3.3 创建一个弧形波导 46 4G o$OQ` 3.4 插入入射面 49 -za+Wa`vH 3.5 选择输出数据文件 53 5{PT 3.6 运行模拟 54 5.IX 3.7 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 57 KxA^?,t[ 4 创建一个MMI星形耦合器 60 bXiOf#:'' 4.1 定义MMI星形耦合器的材料 60 \f!j9O9S 4.2 定义布局设置 61 .!oYIF*0zC 4.3 创建一个MMI星形耦合器 61 SV?^i ` 4.4 插入输入面 62 8LPvb#9= 4.5 运行模拟 63 ep ,"@,, 4.6 预览最大值 65 _l ,_NV&T 4.7 绘制波导 69 y
E;n.L 4.8 指定输出波导的路径 69 '5f6
M^}|2 4.9 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 71
*v}3So 4.10 添加输出波导并预览仿真结果 72 yPn!1=-( 4.11 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 74 0gIJ&h6*f 5 基于VB脚本进行波长扫描 75 PLV-De 5.1 定义波导材料 75 T4c]VWtD 5.2 定义布局设置 76 ~zd+M/8 5.3 创建波导 76 (m~gG|n4 5.4 修改输入平面 77 e`7dRnx&0 5.5 指定波导的路径 78 C"gH>G 5.6 运行模拟 79 f"Z2,!Z; 5.7 在OptiBPM_Simulator中预览模拟结果 81 r@30y/C 5.8 应用VB脚本进行模拟 82 SjmWlf, 5.9 在OptiBPM_Analyzer中查看模拟结果 84 M^6!{c=MIi 6 应用VB脚本设计一个3dB的耦合器 88 o-}q|tD$< 6.1 定义3dB耦合器所需的材料 88 Fr|Ts>Kx 6.2 定义布局结构 89 -50Nd=1 6.3 绘制并定位波导 91 lQ{o[axT 6.4 生成布局脚本 95 R'z
-#*[ 6.5 插入和编辑输入面 97 tK0Ksnl^ 6.6 运行模拟 98 e.>>al 6.7 修改布局脚本 100 gm1 7VrC 6.8 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 102 Y+ Qm. 7 应用预定义扩散过程 104 4e!>A 7.1 创建一个由钛在铌酸锂中扩散所形成的线性波导 104 LP{@r ic 7.2 定义布局设置 106 hgU#2`fS 7.3 设计波导 107 QqdVN3#1z 7.4 设置模拟参数 108 r;"uk+{i 7.5 运行模拟 110 `at>X&Ce, 7.6 基于钛和镁在铌酸锂中的扩散,创建一个掩埋波导 111 ?3t]9z 7.7 将模板以新的名称进行保存 111 kKHGcm^r 7.8 添加一个新的轮廓 111 B s {n 7.9 创建上方的线性波导 112 x9qoS)@CM 8 各向异性BPM 115 OBp&64 8.1 定义材料 116 D:I6nSoC 8.2 创建轮廓 117 1=^edQ+ 8.3 定义布局设置 118 &f"kWOe$X 8.4 创建线性波导 120 h4,S/n 8.5 设置模拟参数 121 7.!`c-8
u 8.6 预览介电常数分量 122 Gc0/*8u/ 8.7 创建输入面 123
An2Wj 8.8 运行各向异性BPM模拟 124 0XLoGQ= 9 创建一个chip-to-fiber对接耦合器 127 ^;DbIo\6H 9.1 定义chip-to-fiber对接耦合器的材料和波导 128 bmd3fJb`r 9.2 定义布局设置 130 \1H~u,a 9.3 创建一个chip-to-fiber对接耦合器 130 >=VtL4K^ 9.4 编辑输入平面 132 .8~zgpK 9.5 设置模拟参数 134 dp=#|!jc 9.6 运行模拟 135 qCUn.
mI 10 电光调制器 138 XT<{J8
0z 10.1 定义电解质材料 139 +=JJ=F) 10.2 定义电极材料 140 eI:;l];G9 10.3 定义轮廓 141 c%O8h 10.4 绘制波导 144 =.9uuF: 10.5 绘制电极 147 =e!o 10.6 静电模拟 149 dl; 10.7 电光模拟 151 O~L/>Ya 11 折射率(RI)扫描 155 /t;Kn m 11.1 定义材料和通道 155 #$*l#j"#A 11.2 定义布局设置 157 JQdeI+ 11.3 绘制线性波导 160 YgCSzW&( 11.4 插入输入面 160 lr-:o@q{ 11.5 创建脚本 161 A{(<#yRfg 11.6 运行模拟 163 W9A
[Z 11.7 在OptiBPM_Analyzer中预览结果 163 sncc DuS 12 应用用户自定义扩散轮廓 165 !tckE\ h#N 12.1 定义材料 165 U|YIu!^ 12.2 创建参考轮廓 166 Wti?J.Csc 12.3 定义布局设置 166 5IfyD ]< 12.4 用户自定义轮廓 167 ]$xN`O4W{ 12.5 根据参考轮廓检测用户自定义轮廓 170 r_?i l]l 13 马赫-泽德干涉仪开关 172 `xm4?6 13.1 定义材料 173 o9 g0fC 13.2 创建钛扩散轮廓 173 A3cW8OClz 13.3 定义晶圆 174 /GDGE } 13.4 创建器件 175 [pgld9To 13.5 检查x-y切面的RI轮廓 177 lMW4SRk1C 13.6 定义电极区域 178 jn/
J-X= :f|X$>
b 13.7 定义输入平面和模拟参数 182 1~_&XNb& 13.8 运行模拟 182 { kF"<W 13.9 创建脚本 184 g#b uy 14 应用OptiBPM和OptiSystem进行光集成电路模拟-散射数据导出 186 kIlK"= 14.1 理论背景 186 =3=
$F% 14.2 波导Vertical Offset位置设置 189 >Vl8ZQ8 14.3 生成脚本数据 190 @b,&b6V 14.4 导出散射数据 193 r@9qjva 14.5 创建臂 194 :!nBTw 14.6 在OptiSystem内加载*.s文件 197 ocbNf'W; 14.7 加载两个臂的文件 200 wO&2S-;_K 14.8 在OptiSystem内完成布局 201 V {H/>>k7 14.9 连接元件 202 Mq[|w2. 14.10 运行模拟 203 2B<0|EGtzw 14.11 创建图以查看结果 204 3Hg}G#]WS xO nW~Z Z.v2!u QQ:2987619807 QTKN6P
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