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2021-10-18 11:45 |
《OptiBPM入门教程》
前 言 =9LC"eI&| lmz{,O 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。 KJ.ra\F 5lxC**NA 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。 Ni"fV]' b,#cc>76\ 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。 H*A)U'` 49
fs$wr@ 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。 C.C\(2- Rr \$yI'q 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。 R0gjx"U 9 /t}S6b{ 《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 X. UN=lu o//N"S.)
上海讯技光电科技有限公司 2021年4月 c5mv4 MC YzhZ%:8 目 录 Oa$ew' 1 入门指南 4 VS%8f.7ep 1.1 OptiBPM安装及说明 4 D4c}z#}*0 1.2 OptiBPM简介 5 Ud*.[GRD~ 1.3 光波导介绍 8 4<ER
dP7"- 1.4 快速入门 8 *[.+|v;A 2 创建一个简单的MMI耦合器 28 &rq7;X 2.1 定义MMI耦合器材料 28 pE^L Qi 2.2 定义布局设置 29 c)rI[P7Q 2.3 创建一个MMI耦合器 31 rw
^^12) 2.4 插入input plane 35 VEwv22' 2.5 运行模拟 39 IE|x+RBD 2.6 在OptiBPM_Analyzer中查看模拟结果 43 ?N,a {#w 3 创建一个单弯曲器件 44 &.K8cphj 3.1 定义一个单弯曲器件 44 0 -=onX 3.2 定义布局设置 45
vF]?i 3.3 创建一个弧形波导 46 zbl h_6 3.4 插入入射面 49 RgRyo
3.5 选择输出数据文件 53 1[} =,uaM 3.6 运行模拟 54 v\n!Li H 3.7 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 57 yJ/m21f 4 创建一个MMI星形耦合器 60 (x>5 4.1 定义MMI星形耦合器的材料 60 /+JCi6{sHS 4.2 定义布局设置 61 P-7!\[];te 4.3 创建一个MMI星形耦合器 61 %vxd($Ti" 4.4 插入输入面 62 !D7\$
g6g 4.5 运行模拟 63 FGy7KVR 4.6 预览最大值 65 K{x<zv&, 4.7 绘制波导 69 ~Xh(JK] 4.8 指定输出波导的路径 69 3P^eD:)
w 4.9 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 71 '=\]4?S 4.10 添加输出波导并预览仿真结果 72 )#xd]~< 4.11 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 74 [9'5+RXw3 5 基于VB脚本进行波长扫描 75 o!sxfJKl 5.1 定义波导材料 75 *q|.H9
K( 5.2 定义布局设置 76 unSF;S< 5.3 创建波导 76 H+zQz8zMC 5.4 修改输入平面 77 IR5 S-vO 5.5 指定波导的路径 78 y;;^o6Gnw 5.6 运行模拟 79 bxrByu~| 1 5.7 在OptiBPM_Simulator中预览模拟结果 81 qf4|!UR{ 5.8 应用VB脚本进行模拟 82 43,-
t_jV 5.9 在OptiBPM_Analyzer中查看模拟结果 84 vQc>jmS+n 6 应用VB脚本设计一个3dB的耦合器 88 _~HGMC) 6.1 定义3dB耦合器所需的材料 88 T_5 E 6.2 定义布局结构 89 @#*B|lHE 6.3 绘制并定位波导 91 3|P P+<o 6.4 生成布局脚本 95 4)/tCv 6.5 插入和编辑输入面 97 (0Hhn2JA
6.6 运行模拟 98 kki]6_/n 6.7 修改布局脚本 100 #)my)}o\p 6.8 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 102 YjvqU /[3 7 应用预定义扩散过程 104 XO"!)q F 7.1 创建一个由钛在铌酸锂中扩散所形成的线性波导 104 goRoi\z $ 7.2 定义布局设置 106 {7Dc(gNS 7.3 设计波导 107 /e4hB 7.4 设置模拟参数 108 I/XVo2Ee 7.5 运行模拟 110 <ywxz1 i 7.6 基于钛和镁在铌酸锂中的扩散,创建一个掩埋波导 111 n)$ q*IN" 7.7 将模板以新的名称进行保存 111 AGLzA+6M 7.8 添加一个新的轮廓 111 :_)Xe*O 7.9 创建上方的线性波导 112 n;v8Vc' 8 各向异性BPM 115 U~Uxs\0: 8.1 定义材料 116 <:q]t6]$ 8.2 创建轮廓 117 !6f#OAP\ 8.3 定义布局设置 118 0Zk A.p 8.4 创建线性波导 120 &NHIX(b6 8.5 设置模拟参数 121 mfeyR
8.6 预览介电常数分量 122 BCsW03sQ 8.7 创建输入面 123 *!C^L"i 8.8 运行各向异性BPM模拟 124 8Vl!&j0s^ 9 创建一个chip-to-fiber对接耦合器 127 {P1W{| 9.1 定义chip-to-fiber对接耦合器的材料和波导 128 AL
H^tV? 9.2 定义布局设置 130 dYfVox; 9.3 创建一个chip-to-fiber对接耦合器 130 1G{$ B^
f 9.4 编辑输入平面 132 TQID-I 9.5 设置模拟参数 134 s49AF 9.6 运行模拟 135 M;\K+, 10 电光调制器 138 qI8{JcFx: 10.1 定义电解质材料 139 5#QB&A> 10.2 定义电极材料 140 !Aj_r^[X` 10.3 定义轮廓 141 2MtaOG2l&q 10.4 绘制波导 144 uh: 10.5 绘制电极 147 `lcpUWn 10.6 静电模拟 149 (Q#A Br8 10.7 电光模拟 151 JGGss5 11 折射率(RI)扫描 155 SJy:5e?zk 11.1 定义材料和通道 155 ;M@/AAZ 11.2 定义布局设置 157 ]C5JP~#z 11.3 绘制线性波导 160 |JuXOcr4 11.4 插入输入面 160 vERsrg;( 11.5 创建脚本 161 "b-6kM 11.6 运行模拟 163 HbZ3QW P 11.7 在OptiBPM_Analyzer中预览结果 163 A
g/z\kX 12 应用用户自定义扩散轮廓 165 l#]Z?zW. 12.1 定义材料 165 |_!xA/_U'T 12.2 创建参考轮廓 166 /+02BP 12.3 定义布局设置 166 :tzCuK?e 12.4 用户自定义轮廓 167 B1*%pjy 12.5 根据参考轮廓检测用户自定义轮廓 170 |}'}TYX0: 13 马赫-泽德干涉仪开关 172 {#>@h7 13.1 定义材料 173 |W\CV0L2 13.2 创建钛扩散轮廓 173 3&x_%R 13.3 定义晶圆 174 P9X/yZ42 13.4 创建器件 175 0r:8ni%cL 13.5 检查x-y切面的RI轮廓 177 0~an\4nh 13.6 定义电极区域 178 . +.Y`0 `9b D%M 13.7 定义输入平面和模拟参数 182 D&Ngg)_Mq 13.8 运行模拟 182 u )
fbR 13.9 创建脚本 184 Dve5Ml- 14 应用OptiBPM和OptiSystem进行光集成电路模拟-散射数据导出 186 ?A,gDk/# 14.1 理论背景 186 f8'&(- 14.2 波导Vertical Offset位置设置 189 8c]\4iau 14.3 生成脚本数据 190 }IEYH&4! 14.4 导出散射数据 193 hvZW~
=75 14.5 创建臂 194 i"sVk8+o! 14.6 在OptiSystem内加载*.s文件 197 I:AlM? 14.7 加载两个臂的文件 200 '<4OA!,^) 14.8 在OptiSystem内完成布局 201 D@O'8 14.9 连接元件 202 +w GE 14.10 运行模拟 203 Z-]d_Y~m4 14.11 创建图以查看结果 204 o` ,&yq. 4/Ok/I :~U1JAs$ QQ:2987619807 s~M!yuH
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