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2022-12-07 09:04 |
《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。 i@P)a'W_ %X4xv_o`f 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。 <(-= 'QA o7J 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。 'MEz|Z 1Ty<\bZ= 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。 4{hps.$?~ SH_(rQby 本书第一章主要介绍了软件的安装方法以及软件的开发背景,第二~十三章,分别描述了如何创建以及分析常见的波导类器件,如MMI耦合器、MMI星形耦合器、3dB耦合器、电光调制器、Chip-to-Fiber对接耦合器、马赫泽德干涉仪等,并包含了创建各类波导的方法和分析方法,如参数扫描,脚本自定义等。第十四章主要描述了如何将OptiBPM设计的元器件,导入到OptiSystem(一款光通信系统模拟仿真软件)中做联合仿真,可以查看此元器件在光通信系统中的具体行为。 `tHvD=`m. :rHJ4Tl 《OptiBPM入门指南》,是由上海讯技光电工程师翻译整理而来,译者希望本书能够对OptiBPM的使用者有所帮助,通过学习后能够较好的掌握OptiBPM软件的基本使用方法。由于译者水平有限,书中错误纰漏之处在所难免,敬请同行读者批评和指正 {Or; wF <n=
上海讯技光电科技有限公司 2021年4月 _d"b;4l ]Y2RqXA* 目 录 }`W){]{kO 1 入门指南 4 p[hZ@f(z 1.1 OptiBPM安装及说明 4 dRj| g 1.2 OptiBPM简介 5 .q%WuQw 1.3 光波导介绍 8 giZP.C"0 1.4 快速入门 8 Y' %^NP}o 2 创建一个简单的MMI耦合器 28 \@8+U;d 2.1 定义MMI耦合器材料 28 _CW(PsfY 2.2 定义布局设置 29 u+'tfFds& 2.3 创建一个MMI耦合器 31 5jd,{< 2.4 插入input plane 35 y.WEj?EL 2.5 运行模拟 39 V,q](bg 2.6 在OptiBPM_Analyzer中查看模拟结果 43 j Dy-)2< 3 创建一个单弯曲器件 44 JHz
[ 7 3.1 定义一个单弯曲器件 44 Po ZuMF 3.2 定义布局设置 45 R]OpQ[k 3.3 创建一个弧形波导 46 |K.mP4CKY 3.4 插入入射面 49 2.% .Z_k) 3.5 选择输出数据文件 53 ( M7pT 3.6 运行模拟 54 |/09<F:L[ 3.7 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 57 Qp/QaVQ+ 4 创建一个MMI星形耦合器 60 ;.TRWn# 4.1 定义MMI星形耦合器的材料 60 ?YZ- P{rTS 4.2 定义布局设置 61 Q^
pmQ 4.3 创建一个MMI星形耦合器 61 P"W2(d 4.4 插入输入面 62 { jhr< 4.5 运行模拟 63 BReJ!|{m} 4.6 预览最大值 65 xZ6~Ma2z 4.7 绘制波导 69 kuol rfGB 4.8 指定输出波导的路径 69 #=6E\&NC 4.9 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 71 xYmxc9)2 4.10 添加输出波导并预览仿真结果 72 \De{9v 4.11 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 74 bsB*533 5 基于VB脚本进行波长扫描 75 VO$
iNK 5.1 定义波导材料 75 )xbHCoU, 5.2 定义布局设置 76 oJ4AIQjB 5.3 创建波导 76 73xAG1D$r 5.4 修改输入平面 77 AS\F{ !O 5.5 指定波导的路径 78 ;~"FLQg@ 5.6 运行模拟 79 qMLD)rL 5.7 在OptiBPM_Simulator中预览模拟结果 81 8>0e*jC 5.8 应用VB脚本进行模拟 82 b*`lk2oMa/ 5.9 在OptiBPM_Analyzer中查看模拟结果 84 Fxm$9(Y 6 应用VB脚本设计一个3dB的耦合器 88 "J4WzA%i 6.1 定义3dB耦合器所需的材料 88 #)C[5?{SNq 6.2 定义布局结构 89 1XD,uoxB
6.3 绘制并定位波导 91 a'2$nbp} 6.4 生成布局脚本 95
hRs&t,{& 6.5 插入和编辑输入面 97 Kac' ;1 6.6 运行模拟 98 MOn 6.7 修改布局脚本 100 a>GyO&+Dkg 6.8 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 102 LN@F+CyDc 7 应用预定义扩散过程 104 bI:zp!-. 7.1 创建一个由钛在铌酸锂中扩散所形成的线性波导 104 (H
->IV 7.2 定义布局设置 106 i(>4wK!! 7.3 设计波导 107 H[S%J3JI 7.4 设置模拟参数 108 D^=J|7e 7.5 运行模拟 110 FLGk?.x$\ 7.6 基于钛和镁在铌酸锂中的扩散,创建一个掩埋波导 111 jpO7'ivG 7.7 将模板以新的名称进行保存 111 T3k#VNH 7.8 添加一个新的轮廓 111 Bh;7C@dq 7.9 创建上方的线性波导 112 `NgAT
3zq 8 各向异性BPM 115 a=hxJ1O 8.1 定义材料 116 )?X-(4 8.2 创建轮廓 117 YgUvOyaQXf 8.3 定义布局设置 118 0cJWJOj& 8.4 创建线性波导 120 H;YP8MoQ 8.5 设置模拟参数 121 HbXPok 8.6 预览介电常数分量 122 UFp,a0| 8.7 创建输入面 123 w+1|9Y 8.8 运行各向异性BPM模拟 124 @wE5S6! B\ 9 创建一个chip-to-fiber对接耦合器 127 L{h%f4Du# 9.1 定义chip-to-fiber对接耦合器的材料和波导 128 m<j8cJ( 9.2 定义布局设置 130 m]5Cq6 9.3 创建一个chip-to-fiber对接耦合器 130 X@K-^8 9.4 编辑输入平面 132 ha(Z< 9.5 设置模拟参数 134 (2:/8\_P 9.6 运行模拟 135 ( 5tvfz% 10 电光调制器 138 *# tJM.Z 10.1 定义电解质材料 139 E|6VX4`+ 10.2 定义电极材料 140 y0'Rmk, 10.3 定义轮廓 141 }j*KcB_ 10.4 绘制波导 144 f]JM / 10.5 绘制电极 147 A-T]9f9 10.6 静电模拟 149 "CUty"R8 10.7 电光模拟 151 5[*
qi?w= 11 折射率(RI)扫描 155 ,PWgH$+ 11.1 定义材料和通道 155 d5D$&5Ec 11.2 定义布局设置 157 kH]yl
2 11.3 绘制线性波导 160 ENGg
~D 11.4 插入输入面 160 $!8-? ?ML 11.5 创建脚本 161 n~A%q,DmF 11.6 运行模拟 163 ?q;Fp 11.7 在OptiBPM_Analyzer中预览结果 163 \H=&`? 12 应用用户自定义扩散轮廓 165 bpKZ3}U 12.1 定义材料 165 |aT| l^2R@ 12.2 创建参考轮廓 166 v(EEG/~ 12.3 定义布局设置 166 mo[Zb0> 12.4 用户自定义轮廓 167 .)<(Oj|4 12.5 根据参考轮廓检测用户自定义轮廓 170 dv.(7Y7.x 13 马赫-泽德干涉仪开关 172 DsT>3 13.1 定义材料 173 ~ ; -! n; 13.2 创建钛扩散轮廓 173 )0Me?BRp 13.3 定义晶圆 174 JWMpPzs 13.4 创建器件 175 7tcPwCc{ 13.5 检查x-y切面的RI轮廓 177 Lz:(6`S 13.6 定义电极区域 178 oE(7v7iY 后记。。。。 m3mp/g.> 更多详情扫码加微[attachment=115599] ?)`L$Vr=
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