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2022-04-29 09:16 |
OptiBPM入门教程
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。 }NsUnbxT znJ'iVf 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。
&y<ZE MxBTX4ES 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。 $+7`Dy! +f[ED4E>'( 本书详细描述了各类光波导模型的创建以及分析方法,旨在帮助OptiBPM软件初学者快速学会常用的软件功能。本书主要参考OptiWave公司发布的案例以及相关操作手册翻译整理而成。 <})'Y~i Y@ZaJ@%9@ 本书第一章主要介绍了软件的安装方法以及软件的开发背景,第二~十三章,分别描述了如何创建以及分析常见的波导类器件,如MMI耦合器、MMI星形耦合器、3dB耦合器、电光调制器、Chip-to-Fiber对接耦合器、马赫泽德干涉仪等,并包含了创建各类波导的方法和分析方法,如参数扫描,脚本自定义等。第十四章主要描述了如何将OptiBPM设计的元器件,导入到OptiSystem(一款光通信系统模拟仿真软件)中做联合仿真,可以查看此元器件在光通信系统中的具体行为。 s|D>- JMTvSXr 《OptiBPM入门指南》,是由上海讯技光电工程师翻译整理而来,译者希望本书能够对OptiBPM的使用者有所帮助,通过学习后能够较好的掌握OptiBPM软件的基本使用方法。由于译者水平有限,书中错误纰漏之处在所难免,敬请同行读者批评和指正 ]THPSw_y8 29reG,>
上海讯技光电科技有限公司 2021年4月 8XsguC f
nI| 目 录 X6^},C'E.: 1 入门指南 4 `)QCn< 1.1 OptiBPM安装及说明 4 j^`hzh3S 1.2 OptiBPM简介 5 w^]6w\p 1.3 光波导介绍 8 Pzb|t+"$ 1.4 快速入门 8 @JRNb=?a 2 创建一个简单的MMI耦合器 28 ++DG5` 2.1 定义MMI耦合器材料 28 mg,j:, 2.2 定义布局设置 29 ZNx$r]4nF 2.3 创建一个MMI耦合器 31 Q3"}Hl2 2.4 插入input plane 35 ?ByM[E$ 2.5 运行模拟 39 %e@#uxm 2.6 在OptiBPM_Analyzer中查看模拟结果 43 )$,"u4 3 创建一个单弯曲器件 44 bb
d. 3.1 定义一个单弯曲器件 44 1 1cWy+8D 3.2 定义布局设置 45 ;m2<eS`o' 3.3 创建一个弧形波导 46 OaL\w
D^ 3.4 插入入射面 49 4WB-Ec 3.5 选择输出数据文件 53 ^OErq&`u 3.6 运行模拟 54 C2{lf^9:& 3.7 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 57 {f{ZHi| 4 创建一个MMI星形耦合器 60 0T>H)c6:\ 4.1 定义MMI星形耦合器的材料 60 #A8@CA^d 4.2 定义布局设置 61 CpQN,-4 4.3 创建一个MMI星形耦合器 61 xB !6_VlB 4.4 插入输入面 62 S'HnBn / 4.5 运行模拟 63 !u]1dxa 4.6 预览最大值 65 VS&TA> 4.7 绘制波导 69 !s@Rok 4.8 指定输出波导的路径 69 iH.$f /)N 4.9 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 71 =f(cH152T 4.10 添加输出波导并预览仿真结果 72
iS?42CV 4.11 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 74 ",)Qc!^P$
5 基于VB脚本进行波长扫描 75 xTGxvGv8 5.1 定义波导材料 75 `
}3qhar 5.2 定义布局设置 76 C.kxQ< 5.3 创建波导 76 [le)P$#z 5.4 修改输入平面 77 3z]+uv+2J 5.5 指定波导的路径 78 {Ha8]y 5.6 运行模拟 79 7r{83_B 5.7 在OptiBPM_Simulator中预览模拟结果 81 .SWt3|Pi5 5.8 应用VB脚本进行模拟 82 n$[f94d= 5.9 在OptiBPM_Analyzer中查看模拟结果 84 N4*G{g 6 应用VB脚本设计一个3dB的耦合器 88 f7I{WfZ\P 6.1 定义3dB耦合器所需的材料 88 z]3 `*/B 6.2 定义布局结构 89 6DZ),F,M 6.3 绘制并定位波导 91 u`(-
- 6.4 生成布局脚本 95 Jl "mL 6.5 插入和编辑输入面 97 *H[Iq!@ 6.6 运行模拟 98 +-B^Z On 6.7 修改布局脚本 100 {s3z"OV 6.8 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 102 [&*6_q"V 7 应用预定义扩散过程 104 wZh: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 @/&b;s73 7.2 定义布局设置 106 Kq.:G% 7.3 设计波导 107 wC-Rr^q 7.4 设置模拟参数 108 Tg3!R q55 7.5 运行模拟 110 4'p=p#o 7.6 基于钛和镁在铌酸锂中的扩散,创建一个掩埋波导 111 $W;b{H=F 7.7 将模板以新的名称进行保存 111 A?Wk
wf 7.8 添加一个新的轮廓 111 {RB-lfrWs 7.9 创建上方的线性波导 112 EVQ0l@K
8 各向异性BPM 115 h O
emt 8.1 定义材料 116 9%sM*[A 8.2 创建轮廓 117 \C5%\4 8.3 定义布局设置 118 iK{T^vvk 8.4 创建线性波导 120 f f 7( 8.5 设置模拟参数 121 D5?phyC[Z 8.6 预览介电常数分量 122 H6aM&r9} 8.7 创建输入面 123 }1-I[q6 8.8 运行各向异性BPM模拟 124 BGzI 9 创建一个chip-to-fiber对接耦合器 127 8dK0o>|} 9.1 定义chip-to-fiber对接耦合器的材料和波导 128 `P@- %T 9.2 定义布局设置 130 bzi|s5!'< 9.3 创建一个chip-to-fiber对接耦合器 130 8RwX= 9.4 编辑输入平面 132 djT5X 9.5 设置模拟参数 134 ,)~E>[=+ 9.6 运行模拟 135 dRvin[R8 10 电光调制器 138 5(&xNT-n8 10.1 定义电解质材料 139 j;K#] 10.2 定义电极材料 140 OY"6J@[z 10.3 定义轮廓 141 kpob b 10.4 绘制波导 144 9>,Qgp,w 10.5 绘制电极 147 n"aCt%v 10.6 静电模拟 149 <M[U#Q~?~e 10.7 电光模拟 151 r{+aeLu 11 折射率(RI)扫描 155 ~tm0QrJn/ 11.1 定义材料和通道 155 iRmQ5ezk 11.2 定义布局设置 157 nbd Gt 11.3 绘制线性波导 160 qg,Nb 11.4 插入输入面 160 hhRaJ 11.5 创建脚本 161 [ug,jEH"S 11.6 运行模拟 163 CdhSp$> 11.7 在OptiBPM_Analyzer中预览结果 163 |LYKc.xo 12 应用用户自定义扩散轮廓 165 ,J9}.}Hd 12.1 定义材料 165 RSWcaATZN 12.2 创建参考轮廓 166 T'rjh"C&| 12.3 定义布局设置 166 q/6UK = 12.4 用户自定义轮廓 167 Qd8b-hg 12.5 根据参考轮廓检测用户自定义轮廓 170 Z6=~1'<X 13 马赫-泽德干涉仪开关 172 \5[-Ml 13.1 定义材料 173 Y-&|VE2 13.2 创建钛扩散轮廓 173 TU%"jb5 13.3 定义晶圆 174 OJ[rj`wrW^ 13.4 创建器件 175 B82,.? 13.5 检查x-y切面的RI轮廓 177 6D*chvNA; 13.6 定义电极区域 178 y\_wW E [attachment=112251]具体情况请扫码联系 |a(Q4 e/, rUFFF'm\*a
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