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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。 iKJqMES fP|[4 ku 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。 $a*7Q~4 8lYA6A 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。 {Fw"y %a^ PD0&ep1h7G 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。 hDJG.,r U\?D;ABQ% 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。 ra T9 yT@Aj;X0v 《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 &3Zb? -?)^
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上海讯技光电科技有限公司 2021年4月 :) lG}c
%0C [v7\ 目 录 aX;>XL4 1 入门指南 4 i3N{Dt 1.1 OptiBPM安装及说明 4 y&,|+h 1.2 OptiBPM简介 5 )/;+aDk 1.3 光波导介绍 8 3P2{M}WIl 1.4 快速入门 8 `K.C>68 2 创建一个简单的MMI耦合器 28 B&6NjLV 2.1 定义MMI耦合器材料 28 jj2iF/ 2.2 定义布局设置 29 U+x^!{[/ 2.3 创建一个MMI耦合器 31 fc*>ky.v 2.4 插入input plane 35 5+M,X kg 2.5 运行模拟 39 : x&R'wX- 2.6 在OptiBPM_Analyzer中查看模拟结果 43 t2(X 3 创建一个单弯曲器件 44 <WZ{<'ajI 3.1 定义一个单弯曲器件 44 &<98nT 3.2 定义布局设置 45 5:IDl1f5 3.3 创建一个弧形波导 46 yogavCD9b/ 3.4 插入入射面 49 $45|^.b 3.5 选择输出数据文件 53 ?pW1}:z
3.6 运行模拟 54 7s?#y=M 3.7 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 57 A,<5W } 4 创建一个MMI星形耦合器 60 *HR
pbe2 4.1 定义MMI星形耦合器的材料 60 &S{r;N5u 4.2 定义布局设置 61 hi!A9T3%}M 4.3 创建一个MMI星形耦合器 61 z1Ieva] 4.4 插入输入面 62 u>fMO9X}2 4.5 运行模拟 63 HRyFjAR\? 4.6 预览最大值 65 gvuv>A}vJ 4.7 绘制波导 69 LVB wWlJ 4.8 指定输出波导的路径 69 6T$=(I <4 4.9 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 71 0* F` h 4.10 添加输出波导并预览仿真结果 72 (`dz37@* 4.11 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 74 uAA2G\3 5 基于VB脚本进行波长扫描 75 j J{F0o 5.1 定义波导材料 75 ,yGbMOV 5.2 定义布局设置 76 ~ps,U 5.3 创建波导 76 i|1*bZ6' 5.4 修改输入平面 77 *0>`XK$mWo 5.5 指定波导的路径 78 nKm#
kb 5.6 运行模拟 79 #s~;ss , 5.7 在OptiBPM_Simulator中预览模拟结果 81 I:TbZ*vi~ 5.8 应用VB脚本进行模拟 82 ^H.B6h? 5.9 在OptiBPM_Analyzer中查看模拟结果 84 7(+4^ 6 应用VB脚本设计一个3dB的耦合器 88 -orRmn6} 6.1 定义3dB耦合器所需的材料 88 >wh v*@Fr 6.2 定义布局结构 89 Pb'(Y 6.3 绘制并定位波导 91 BwWSztJ+B 6.4 生成布局脚本 95 ej-A=avd 6.5 插入和编辑输入面 97 EN2t}rua 6.6 运行模拟 98 Pjs=n7 6.7 修改布局脚本 100 JI.=y5I 6.8 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 102 ~ZVz
sNrx 7 应用预定义扩散过程 104 lwf4ke 7.1 创建一个由钛在铌酸锂中扩散所形成的线性波导 104 U~][
ph 7.2 定义布局设置 106 X=whZ\EZ 7.3 设计波导 107 * |,N/e 7.4 设置模拟参数 108 VG
5*17nf5 7.5 运行模拟 110 ?2&= +QaT 7.6 基于钛和镁在铌酸锂中的扩散,创建一个掩埋波导 111 3Tu]-. 7.7 将模板以新的名称进行保存 111 `CVkjLiy 7.8 添加一个新的轮廓 111 /Ot3[B 7.9 创建上方的线性波导 112 =\.*CY|;N 8 各向异性BPM 115 Np+PUu> 8.1 定义材料 116 X=#us7W} 8.2 创建轮廓 117 I%J>~=]n_ 8.3 定义布局设置 118 N 5*Qnb8 8.4 创建线性波导 120 yIKpyyC9H 8.5 设置模拟参数 121 33DP?nI} 8.6 预览介电常数分量 122 csW\Q][ 8.7 创建输入面 123 o9e8Oj& 8.8 运行各向异性BPM模拟 124 =Mx"+/Yo* 9 创建一个chip-to-fiber对接耦合器 127 y-3'qq'E 9.1 定义chip-to-fiber对接耦合器的材料和波导 128 jXeE]A" 9.2 定义布局设置 130 \~*<[.8~ 9.3 创建一个chip-to-fiber对接耦合器 130 LXo$\~M8G8 9.4 编辑输入平面 132 S#M8}+ZD, 9.5 设置模拟参数 134 QZ&(e2z 9.6 运行模拟 135 Xeq9Vs zg 10 电光调制器 138 VP
A+/5TW 10.1 定义电解质材料 139 R278 ^E 10.2 定义电极材料 140 YjDQ`f/ 10.3 定义轮廓 141 oY^I|FEOz 10.4 绘制波导 144 YAc:QVT87 10.5 绘制电极 147 hP+4{F*}- 10.6 静电模拟 149 INr1bAe$ 10.7 电光模拟 151 \eKXsO"d 11 折射率(RI)扫描 155 +4%~.,<_to 11.1 定义材料和通道 155 OY{fxBb 11.2 定义布局设置 157 nz?[ 11.3 绘制线性波导 160 [gBf1,bK 11.4 插入输入面 160 HZAT_ 11.5 创建脚本 161 u*@R`,Y
11.6 运行模拟 163 h,Hr0^? 11.7 在OptiBPM_Analyzer中预览结果 163 `;}`>!8j 12 应用用户自定义扩散轮廓 165 3tf_\E+mIi 12.1 定义材料 165 u"qu!EY2 12.2 创建参考轮廓 166 cIw X sx
12.3 定义布局设置 166 D Yf2V6' 12.4 用户自定义轮廓 167 ,<L4tp+y0 12.5 根据参考轮廓检测用户自定义轮廓 170 ~k&b 13 马赫-泽德干涉仪开关 172 U*a#{C7" 13.1 定义材料 173 \]<R`YMV 13.2 创建钛扩散轮廓 173 ura&9~ 13.3 定义晶圆 174 e=(Y,e3 13.4 创建器件 175 &5-1Cd E 13.5 检查x-y切面的RI轮廓 177 4JK6<Pk 13.6 定义电极区域 178 [nxYfER7 后记。。。。 & | |