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infotek 2021-10-18 11:45

《OptiBPM入门教程》

前  言 Pp6(7j  
hkee,PiiP  
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。 G@ XKE17  
3@*J=LGhKc  
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。 I1S*=^Z_U  
V.6h6B!vB  
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。 9H$#c_zrq  
[*Nuw_l  
本书详细描述了各类光波导模型的创建以及分析方法,旨在帮助OptiBPM软件初学者快速学会常用的软件功能。本书主要参考OptiWave公司发布的案例以及相关操作手册翻译整理而成。 9"K EHf!  
kqYWa`eE  
本书第一章主要介绍了软件的安装方法以及软件的开发背景,第二~十三章,分别描述了如何创建以及分析常见的波导类器件,如MMI耦合器、MMI星形耦合器、3dB耦合器、电光调制器、Chip-to-Fiber对接耦合器、马赫泽德干涉仪等,并包含了创建各类波导的方法和分析方法,如参数扫描,脚本自定义等。第十四章主要描述了如何将OptiBPM设计的元器件,导入到OptiSystem(一款光通信系统模拟仿真软件)中做联合仿真,可以查看此元器件在光通信系统中的具体行为。 eYMp@Cx  
!v;N@C3C  
《OptiBPM入门指南》,是由上海讯技光电工程师翻译整理而来,译者希望本书能够对OptiBPM的使用者有所帮助,通过学习后能够较好的掌握OptiBPM软件的基本使用方法。由于译者水平有限,书中错误纰漏之处在所难免,敬请同行读者批评和指正 !jGe_xB}~  
;"$Wfy  
上海讯技光电科技有限公司
2021年4月 5fMVjd  
9aFu51  
目 录
8e:J{EG~  
1 入门指南 4 \wEHYz  
1.1 OptiBPM安装及说明 4 w5w,jD[  
1.2 OptiBPM简介 5 ov*?[Y7|~  
1.3 光波导介绍 8 E*'sk  
1.4 快速入门 8 d _ )5Ks}  
2 创建一个简单的MMI耦合器 28 ]1h W/!  
2.1 定义MMI耦合器材料 28 awkPFA*c'  
2.2 定义布局设置 29 PTrKnuM\J_  
2.3 创建一个MMI耦合器 31 Ybo:2e  
2.4 插入input plane 35 ~(OG3`W!  
2.5 运行模拟 39 r==d^  
2.6 在OptiBPM_Analyzer中查看模拟结果 43 'c7C*6;a  
3 创建一个单弯曲器件 44 U{/d dCf7  
3.1 定义一个单弯曲器件 44 f?vbIc`  
3.2 定义布局设置 45 Htl2CcZ  
3.3 创建一个弧形波导 46 -5vg"|ia,  
3.4 插入入射面 49 >G7dw1;  
3.5 选择输出数据文件 53 O(x1Ja,&  
3.6 运行模拟 54 N~H!6N W  
3.7 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 57 UMtnb:ek  
4 创建一个MMI星形耦合器 60 yp}J+/PX}  
4.1 定义MMI星形耦合器的材料 60 wW &q)WOi  
4.2 定义布局设置 61 _y:-_q  
4.3 创建一个MMI星形耦合器 61 by07l5  
4.4 插入输入面 62 eXKpum~  
4.5 运行模拟 63 \Lu aI  
4.6 预览最大值 65 \f~m6j$D_  
4.7 绘制波导 69 uoJ@Jt'j  
4.8 指定输出波导的路径 69 2<$pai"yl  
4.9 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 71 mIW8K ):  
4.10 添加输出波导并预览仿真结果 72 N+lhztYQ?  
4.11 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 74 we:P_\6  
5 基于VB脚本进行波长扫描 75 >EE}P|=-  
5.1 定义波导材料 75 ,9,cN-/a  
5.2 定义布局设置 76 t@X{qm:%Z  
5.3 创建波导 76 '=AqC,\#  
5.4 修改输入平面 77 [0bp1S~  
5.5 指定波导的路径 78 ,FIG5-e,}  
5.6 运行模拟 79 P5Bva  
5.7 在OptiBPM_Simulator中预览模拟结果 81 `d c&B  
5.8 应用VB脚本进行模拟 82 C6"{-{H  
5.9 在OptiBPM_Analyzer中查看模拟结果 84 HIGTo\]Z  
6 应用VB脚本设计一个3dB的耦合器 88 B_DyH C\<  
6.1 定义3dB耦合器所需的材料 88 `}:pUf  
6.2 定义布局结构 89 OYyF*F&S[  
6.3 绘制并定位波导 91 73j\!x  
6.4 生成布局脚本 95 wY]ejK$0R  
6.5 插入和编辑输入面 97 B#]:1:Qn  
6.6 运行模拟 98 Skl:~'W.&|  
6.7 修改布局脚本 100 g es-nG-  
6.8 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 102 3mQ3mV:  
7 应用预定义扩散过程 104 lT?Vt`==~M  
7.1 创建一个由钛在铌酸锂中扩散所形成的线性波导 104 %0 p9\I  
7.2 定义布局设置 106 Fs}B\R/J  
7.3 设计波导 107 18^K!:Of  
7.4 设置模拟参数 108 %H[~V f?d  
7.5 运行模拟 110 ?7#{#sj  
7.6 基于钛和镁在铌酸锂中的扩散,创建一个掩埋波导 111 C).+h7{nd  
7.7 将模板以新的名称进行保存 111 2Akh/pb  
7.8 添加一个新的轮廓 111 \#v(f2jPF  
7.9 创建上方的线性波导 112 ]k$:sX  
8 各向异性BPM 115 VtzBYza  
8.1 定义材料 116 !gL1  
8.2 创建轮廓 117 >uo=0=9=  
8.3 定义布局设置 118 ?pdN!zOeL  
8.4 创建线性波导 120 RA!8AS?  
8.5 设置模拟参数 121 F=?GV\Tw  
8.6 预览介电常数分量 122 z%]3`_I  
8.7 创建输入面 123 |kF"p~s  
8.8 运行各向异性BPM模拟 124 g7w#;E  
9 创建一个chip-to-fiber对接耦合器 127 tI  
9.1 定义chip-to-fiber对接耦合器的材料和波导 128 i)/#u+Y1P  
9.2 定义布局设置 130 L*P*^I^1  
9.3 创建一个chip-to-fiber对接耦合器 130 np\*r|U  
9.4 编辑输入平面 132 Pz|}[Cx-  
9.5 设置模拟参数 134 e +jp,>(v  
9.6 运行模拟 135 BwYR"  
10 电光调制器 138 bo??9 1B^7  
10.1 定义电解质材料 139 t Kjk<  
10.2 定义电极材料 140 ;xSlRTNT=6  
10.3 定义轮廓 141 Ko!a`I2M}  
10.4 绘制波导 144 ;[7#h8  
10.5 绘制电极 147 <899r \  
10.6 静电模拟 149 CHdYY7\{  
10.7 电光模拟 151 -5\.\L3y)  
11 折射率(RI)扫描 155 QvzE:]pyi  
11.1 定义材料和通道 155 z-|d/#h  
11.2 定义布局设置 157 [C3wjYi  
11.3 绘制线性波导 160 OYOczb]  
11.4 插入输入面 160 ^C8f(  
11.5 创建脚本 161 km}E&ao  
11.6 运行模拟 163 5(DnE?}vo  
11.7 在OptiBPM_Analyzer中预览结果 163 _z3^.QP  
12 应用用户自定义扩散轮廓 165 K&&YxX~ 3  
12.1 定义材料 165 ^56#{~%^?  
12.2 创建参考轮廓 166 &qV_|f;  
12.3 定义布局设置 166 %Gjjl*`E  
12.4 用户自定义轮廓 167 MENrP5AL  
12.5 根据参考轮廓检测用户自定义轮廓 170 /j:-GJb*!u  
13 马赫-泽德干涉仪开关 172 af/;Dr@  
13.1 定义材料 173 !_:|mu'  
13.2 创建钛扩散轮廓 173 *%dWNvN4X  
13.3 定义晶圆 174 Z?'?+48xv4  
13.4 创建器件 175 (XQl2C  
13.5 检查x-y切面的RI轮廓 177 oX-h7;SD  
13.6 定义电极区域 178 3 J\&t4q  
gjy:o5{vA*  
13.7 定义输入平面和模拟参数 182 7=4V1FS6i  
13.8 运行模拟 182 E"%G@,|3*  
13.9 创建脚本 184 YfH+kDT  
14 应用OptiBPM和OptiSystem进行光集成电路模拟-散射数据导出 186 _MGhG{p7t  
14.1 理论背景 186 W.<I:q`eO  
14.2 波导Vertical Offset位置设置 189 5?MKx!%  
14.3 生成脚本数据 190 :;Wh!8+j  
14.4 导出散射数据 193 $!"*h  
14.5 创建臂 194 ^ `Y1   
14.6 在OptiSystem内加载*.s文件 197 }!Xj{Eoc  
14.7 加载两个臂的文件 200 C9 cQ} j:  
14.8 在OptiSystem内完成布局 201 Fy]j33E  
14.9 连接元件 202 3Y=?~!,Jk  
14.10 运行模拟 203 rKWkT"  
14.11 创建图以查看结果 204 z,=k F I  
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QQ:2987619807
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