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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。 3= ;<$+I6 CTA3*Gn OptiBPM是基于光束传输算法(BPM-矢量BPM、半矢量BPM以及标量BPM)来模拟光通过任意波导介质(各向同性与各向异性)。并可使用合适的数值方法,如Crank-Nicholson方法和Scheme Parameter以及ADI,来进行计算,计算过程中可以使用合适的边界条件,如TBC和PML边界条件,以完成整个波导结构的仿真和分析,获得任意位置处的电磁场分布。 uvS)8-o&F ]}X 通过OptiBPM,科研人员可以同时观察近场分布(包含幅度、相位等),检测辐射以及方向场(Guided Field)。OptiBPM能够提升科研人员在波导器件设计的效率,减小风险并降低整体研发产品成本。 ft
Wv~Eh [a<SDMR 本书详细描述了各类光波导模型的创建以及分析方法,旨在帮助OptiBPM软件初学者快速学会常用的软件功能。本书主要参考OptiWave公司发布的案例以及相关操作手册翻译整理而成。 -D~%|).' ]J]h#ZHx 本书第一章主要介绍了软件的安装方法以及软件的开发背景,第二~十三章,分别描述了如何创建以及分析常见的波导类器件,如MMI耦合器、MMI星形耦合器、3dB耦合器、电光调制器、Chip-to-Fiber对接耦合器、马赫泽德干涉仪等,并包含了创建各类波导的方法和分析方法,如参数扫描,脚本自定义等。第十四章主要描述了如何将OptiBPM设计的元器件,导入到OptiSystem(一款光通信系统模拟仿真软件)中做联合仿真,可以查看此元器件在光通信系统中的具体行为。 -H-~;EzU 6-ils3& 《OptiBPM入门指南》,是由上海讯技光电工程师翻译整理而来,译者希望本书能够对OptiBPM的使用者有所帮助,通过学习后能够较好的掌握OptiBPM软件的基本使用方法。由于译者水平有限,书中错误纰漏之处在所难免,敬请同行读者批评和指正 PTV:IzoW Ef{Vp;]
上海讯技光电科技有限公司 2021年4月 <
FAheE+ YZJyk:H\ 目 录 2I{"XB 1 入门指南 4 <QGXy= 1.1 OptiBPM安装及说明 4 h!9ei6 1.2 OptiBPM简介 5 S`Rs82> 1.3 光波导介绍 8 PeEj&4k 1.4 快速入门 8 zp?`N; 2 创建一个简单的MMI耦合器 28 I1&aM}y{G 2.1 定义MMI耦合器材料 28 IO:G1;[/2L 2.2 定义布局设置 29 q-d:TMkc 2.3 创建一个MMI耦合器 31 IEvdV6{K 2.4 插入input plane 35 X#;bh78&- 2.5 运行模拟 39 "5$B>S(Q 2.6 在OptiBPM_Analyzer中查看模拟结果 43 Ny)X+2Ae 3 创建一个单弯曲器件 44 Z;)%%V%o 3.1 定义一个单弯曲器件 44 &PtJ$0%q 3.2 定义布局设置 45 ~4cC/"q$X 3.3 创建一个弧形波导 46 R0-j5&^jju 3.4 插入入射面 49 y1L,0 ] 3.5 选择输出数据文件 53 ENY+^7 3.6 运行模拟 54 -d:Jta!}{ 3.7 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 57 "U"Z 3* 4 创建一个MMI星形耦合器 60 uWE^hz" 4.1 定义MMI星形耦合器的材料 60 _v]MsT-q 4.2 定义布局设置 61 x]ot 2 4.3 创建一个MMI星形耦合器 61 ^_mj 4.4 插入输入面 62 q'MZ R'<@ 4.5 运行模拟 63 \1Em`nvOX 4.6 预览最大值 65 +^T@sa`[I 4.7 绘制波导 69 7. ;3e@s 4.8 指定输出波导的路径 69 D.XvG _ 4.9 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 71 |LKXOU
c 4.10 添加输出波导并预览仿真结果 72 \dQNLLg/ 4.11 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 74 P7/X|M z 5 基于VB脚本进行波长扫描 75 ,s;UfF 5.1 定义波导材料 75 jrh43
\$* 5.2 定义布局设置 76 iOO)Q\ 5.3 创建波导 76 Owk |@6! 5.4 修改输入平面 77 jW@Uo=I[ 5.5 指定波导的路径 78 UFuX@Lu0 5.6 运行模拟 79 8)I^ t81 5.7 在OptiBPM_Simulator中预览模拟结果 81 <c/5b]No 5.8 应用VB脚本进行模拟 82 0{ R=9wcc 5.9 在OptiBPM_Analyzer中查看模拟结果 84 |ZBI * 6 应用VB脚本设计一个3dB的耦合器 88 lHX72s|V 6.1 定义3dB耦合器所需的材料 88 kMd.h[X~ 6.2 定义布局结构 89 H7:] ]j1 6.3 绘制并定位波导 91 N87B8rDl 6.4 生成布局脚本 95 B^9j@3Ux 6.5 插入和编辑输入面 97 Th%Sjgsn 6.6 运行模拟 98 !C:$?oU 6.7 修改布局脚本 100 83q6Sv 6.8 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 102 #;nYg?d= 7 应用预定义扩散过程 104 yz8jw:d^- 7.1 创建一个由钛在铌酸锂中扩散所形成的线性波导 104 u.Dz~$T 7.2 定义布局设置 106 JaGtsi9%. 7.3 设计波导 107 H_Q+&9^/ 7.4 设置模拟参数 108 wAW5
Z0D 7.5 运行模拟 110 @MCg%Afw 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*U4?M 7.7 将模板以新的名称进行保存 111 9q[oa5INd 7.8 添加一个新的轮廓 111 n6a`;0f[R 7.9 创建上方的线性波导 112 W6/yn 8 各向异性BPM 115 B`J~^+`[* 8.1 定义材料 116 )+ 2hl 8.2 创建轮廓 117 LSr]S79N1 8.3 定义布局设置 118 Jz e:[MYS 8.4 创建线性波导 120 R*2E/8Ia 8.5 设置模拟参数 121 B0]~el 8.6 预览介电常数分量 122 s!7y 8.7 创建输入面 123 Npy:! 8.8 运行各向异性BPM模拟 124 QMb Ouw 9 创建一个chip-to-fiber对接耦合器 127 9;-p'C 9.1 定义chip-to-fiber对接耦合器的材料和波导 128 *bA.zmzM 9.2 定义布局设置 130 YcpoL@ab 9.3 创建一个chip-to-fiber对接耦合器 130 'SF<_aS( 9.4 编辑输入平面 132 81Z) eO# 9.5 设置模拟参数 134 kpN)zxfk 9.6 运行模拟 135 7O-x<P; 10 电光调制器 138 :G%61x&=Zc 10.1 定义电解质材料 139 .ctw2x5W 10.2 定义电极材料 140 E09:E 10.3 定义轮廓 141 fmDCP kj 10.4 绘制波导 144 }S<2A7)el 10.5 绘制电极 147
7E~;xn; 10.6 静电模拟 149 N5b!.B x-w 10.7 电光模拟 151 OYTkV}tG 11 折射率(RI)扫描 155 )|=j`jCC 11.1 定义材料和通道 155 ?2Py_gkf 11.2 定义布局设置 157 2a Q[zK 11.3 绘制线性波导 160 'AS|ZRr/ 11.4 插入输入面 160 <B6H. P = 11.5 创建脚本 161
Qjv}$`M 11.6 运行模拟 163 ZX./P0 11.7 在OptiBPM_Analyzer中预览结果 163 338k?nHxv 12 应用用户自定义扩散轮廓 165 {[?(9u7R 12.1 定义材料 165 (M.&^w;`, 12.2 创建参考轮廓 166 X?qK0fS 12.3 定义布局设置 166 i6Emhji 12.4 用户自定义轮廓 167 n[Y~] 12.5 根据参考轮廓检测用户自定义轮廓 170 .jjG(L 13 马赫-泽德干涉仪开关 172 6zuTQ^pz 13.1 定义材料 173 ;u46Z 13.2 创建钛扩散轮廓 173 %2V? ,zY@ 13.3 定义晶圆 174 [j/9neaye 13.4 创建器件 175 hy"\RW 13.5 检查x-y切面的RI轮廓 177 9Y_HyOZ*GX 13.6 定义电极区域 178 K/yxE|w< :(*V?WI 13.7 定义输入平面和模拟参数 182 )cMh0SGcM1 13.8 运行模拟 182 _TQj~W< 13.9 创建脚本 184 dk4CpN 14 应用OptiBPM和OptiSystem进行光集成电路模拟-散射数据导出 186 o9yJf#-En 14.1 理论背景 186 Gm^U;u}=f 14.2 波导Vertical Offset位置设置 189 '$]97b7G 14.3 生成脚本数据 190 0rs"o-s< 14.4 导出散射数据 193 ]Wlco 14.5 创建臂 194 eF-."1 14.6 在OptiSystem内加载*.s文件 197 O:{~urV 14.7 加载两个臂的文件 200 hH8oyIC 14.8 在OptiSystem内完成布局 201 =wV<hg)C 14.9 连接元件 202 Pw`8Wj 14.10 运行模拟 203 w;:*P 14.11 创建图以查看结果 204 IDriGZZ<)6
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