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2023-02-27 08:36 |
《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。 &ap&dM0@%a V~%C me 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。 l}jC$B`5 <jwQ&fm)/R 通过OptiBPM,科研人员可以同时观察近场分布(包含幅度、相位等),检测辐射以及方向场(Guided Field)。OptiBPM能够提升科研人员在波导器件设计的效率,减小风险并降低整体研发产品成本。 iT2{3t YooPHeQ 本书详细描述了各类光波导模型的创建以及分析方法,旨在帮助OptiBPM软件初学者快速学会常用的软件功能。本书主要参考OptiWave公司发布的案例以及相关操作手册翻译整理而成。 "AcC\iq d(X/N2~g 本书第一章主要介绍了软件的安装方法以及软件的开发背景,第二~十三章,分别描述了如何创建以及分析常见的波导类器件,如MMI耦合器、MMI星形耦合器、3dB耦合器、电光调制器、Chip-to-Fiber对接耦合器、马赫泽德干涉仪等,并包含了创建各类波导的方法和分析方法,如参数扫描,脚本自定义等。第十四章主要描述了如何将OptiBPM设计的元器件,导入到OptiSystem(一款光通信系统模拟仿真软件)中做联合仿真,可以查看此元器件在光通信系统中的具体行为。 818,E YQ7\99tj 《OptiBPM入门指南》,是由上海讯技光电工程师翻译整理而来,译者希望本书能够对OptiBPM的使用者有所帮助,通过学习后能够较好的掌握OptiBPM软件的基本使用方法。由于译者水平有限,书中错误纰漏之处在所难免,敬请同行读者批评和指正 :FN-.1C rY,zZR+@
上海讯技光电科技有限公司 2021年4月 [0M`uf/u
BV-(`#~:y 目 录 5"WI^"6b: 1 入门指南 4 pg9feIW1 1.1 OptiBPM安装及说明 4 aT_%G&. 1.2 OptiBPM简介 5 &rbkw<=j 1.3 光波导介绍 8 kuI$VC 1.4 快速入门 8 -%)S~R 2 创建一个简单的MMI耦合器 28 8quH#IhB 2.1 定义MMI耦合器材料 28 57jDsQAj 2.2 定义布局设置 29 o5;|14O 2.3 创建一个MMI耦合器 31 LFX[v 2.4 插入input plane 35 m8,jV R 2.5 运行模拟 39 m88(f2Ch 2.6 在OptiBPM_Analyzer中查看模拟结果 43 S[5OTwa8L 3 创建一个单弯曲器件 44 Ov~vK\ 3.1 定义一个单弯曲器件 44 ,:6.Gi)| 3.2 定义布局设置 45 !%/2^ 3.3 创建一个弧形波导 46 c1M *w9o 3.4 插入入射面 49 o\N^Uu 3.5 选择输出数据文件 53 XYze*8xUb 3.6 运行模拟 54 ,X)/ T!ff 3.7 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 57 t; b1<TLn0 4 创建一个MMI星形耦合器 60 ZfU &X{ 4.1 定义MMI星形耦合器的材料 60 C
{G647 4.2 定义布局设置 61 !N74y%=M 4.3 创建一个MMI星形耦合器 61 l9+)h} 4.4 插入输入面 62 @@5JuI-! 4.5 运行模拟 63 q22@ZRw 4.6 预览最大值 65 M!Ywjvw*)3 4.7 绘制波导 69 4Ix~Feuph 4.8 指定输出波导的路径 69 I#-T/1N 4.9 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 71 hY/i)T{ 4.10 添加输出波导并预览仿真结果 72 yHs'E4V`$ 4.11 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 74 ]htx9ds= 5 基于VB脚本进行波长扫描 75 2#Y5*r's\ 5.1 定义波导材料 75 -c
p)aH) 5.2 定义布局设置 76 v03^ 5.3 创建波导 76 BFPy~5W 5.4 修改输入平面 77 N#8$pE 5.5 指定波导的路径 78 /jN&VpDG 5.6 运行模拟 79 tRXR/;3O 5.7 在OptiBPM_Simulator中预览模拟结果 81 puK /;nns 5.8 应用VB脚本进行模拟 82 @\Yu?_a 5.9 在OptiBPM_Analyzer中查看模拟结果 84 }^ZPah 6 应用VB脚本设计一个3dB的耦合器 88 ktiC*|fd 6.1 定义3dB耦合器所需的材料 88
'cf8VD 6.2 定义布局结构 89 2@f?yh0 6.3 绘制并定位波导 91 5uD'Kd$H 6.4 生成布局脚本 95 }tPI#[cfK 6.5 插入和编辑输入面 97 $-lP"m@} 6.6 运行模拟 98 Hv .C5mo 6.7 修改布局脚本 100 ym6gj#2m 6.8 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 102 h7[PU^ m 7 应用预定义扩散过程 104 LYp=o8JW| 7.1 创建一个由钛在铌酸锂中扩散所形成的线性波导 104 b;$jh 7.2 定义布局设置 106 j~`rc2n% 7.3 设计波导 107 28d=-s=[ 7.4 设置模拟参数 108 -,}ppTG 7.5 运行模拟 110 Oz7WtN 7.6 基于钛和镁在铌酸锂中的扩散,创建一个掩埋波导 111 :EZ"D#>y~ 7.7 将模板以新的名称进行保存 111 "P{T] 7.8 添加一个新的轮廓 111 3NC-)S 7.9 创建上方的线性波导 112 R{A$hnhW6 8 各向异性BPM 115 nh+f,HtSt 8.1 定义材料 116 [";<YR7iRN 8.2 创建轮廓 117 1U;p+k5c 8.3 定义布局设置 118 aC=D_JJ\ 8.4 创建线性波导 120 7cMSJM(]G 8.5 设置模拟参数 121 (
mKuFz7 8.6 预览介电常数分量 122 E0a &1j 8.7 创建输入面 123 G!3d!$t
8.8 运行各向异性BPM模拟 124 `+O7IyTMA 9 创建一个chip-to-fiber对接耦合器 127 JJ$q * 9.1 定义chip-to-fiber对接耦合器的材料和波导 128 c;pv< lX' 9.2 定义布局设置 130 6!^&]4 9.3 创建一个chip-to-fiber对接耦合器 130 dy^ zOqc 9.4 编辑输入平面 132 E/_I$<,_y 9.5 设置模拟参数 134 =vZF/r 9.6 运行模拟 135 !*@sX7H 10 电光调制器 138
+*aZ9g 10.1 定义电解质材料 139 uWE
:3 10.2 定义电极材料 140 oyeJ"E2 10.3 定义轮廓 141 >=Pn\"j 10.4 绘制波导 144 @XL5$k[Y 10.5 绘制电极 147 >MeM 10.6 静电模拟 149 lEe<!B$d" 10.7 电光模拟 151 ')mR87 11 折射率(RI)扫描 155 efu'PfZ`& 11.1 定义材料和通道 155 byTTLs,}d 11.2 定义布局设置 157 n$oHr 11.3 绘制线性波导 160 y:R!E *.L' 11.4 插入输入面 160 O<o>/HH$ 11.5 创建脚本 161 Lm{qFu 11.6 运行模拟 163 p2/Pj)2 11.7 在OptiBPM_Analyzer中预览结果 163 2aR<xcSg 12 应用用户自定义扩散轮廓 165 NB|yLkoDyI 12.1 定义材料 165 W1T%
Q88 12.2 创建参考轮廓 166 0<";9qN)6 12.3 定义布局设置 166 n+XLZf# 12.4 用户自定义轮廓 167 d~F4 12.5 根据参考轮廓检测用户自定义轮廓 170 ;"K;D@xzh] 13 马赫-泽德干涉仪开关 172 74p=uQ 13.1 定义材料 173 >{HQ"{Q 13.2 创建钛扩散轮廓 173 ^I CSs]}1 13.3 定义晶圆 174 t3//
U# 13.4 创建器件 175 P`xQL 13.5 检查x-y切面的RI轮廓 177 f"}g5eg+ 13.6 定义电极区域 178
e#t7 [ <,i}z 13.7 定义输入平面和模拟参数 182 ;#Y'SK 13.8 运行模拟 182 O DO'!T- 13.9 创建脚本 184 ~stJO]) a 14 应用OptiBPM和OptiSystem进行光集成电路模拟-散射数据导出 186 QK`5KB(k' 14.1 理论背景 186
h/*q +H 14.2 波导Vertical Offset位置设置 189 ls*bCe 14.3 生成脚本数据 190 S[ln||{ 14.4 导出散射数据 193 !w;oVPNg 14.5 创建臂 194 {)?:d6" 14.6 在OptiSystem内加载*.s文件 197 HPz3"3n! 14.7 加载两个臂的文件 200 "-T[D9(A 14.8 在OptiSystem内完成布局 201 aJ/}ID 14.9 连接元件 202 EQTJ=\WFF 14.10 运行模拟 203
<9bfX 91 14.11 创建图以查看结果 204 [^S(SPL
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