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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。 H(ds P{o //M 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。 $s!2D"wl n .u&GbM%Ga 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。 ;p/$9b.0: Q5/BEUkC 本书详细描述了各类光波导模型的创建以及分析方法,旨在帮助OptiBPM软件初学者快速学会常用的软件功能。本书主要参考OptiWave公司发布的案例以及相关操作手册翻译整理而成。 "[wP1n!G Gcd'- 1 本书第一章主要介绍了软件的安装方法以及软件的开发背景,第二~十三章,分别描述了如何创建以及分析常见的波导类器件,如MMI耦合器、MMI星形耦合器、3dB耦合器、电光调制器、Chip-to-Fiber对接耦合器、马赫泽德干涉仪等,并包含了创建各类波导的方法和分析方法,如参数扫描,脚本自定义等。第十四章主要描述了如何将OptiBPM设计的元器件,导入到OptiSystem(一款光通信系统模拟仿真软件)中做联合仿真,可以查看此元器件在光通信系统中的具体行为。 [:bYd}J j$}W%ibj 《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 k+y>xI, SD=9fh0l
上海讯技光电科技有限公司 2021年4月 +BkmI\ R^tDL 目 录 ~"i4"Op& 1 入门指南 4 rT28q. 1.1 OptiBPM安装及说明 4 Qj(|uGqm3 1.2 OptiBPM简介 5 L(\o66a-rV 1.3 光波导介绍 8 KPB^>,T2{ 1.4 快速入门 8 UN7J6$!Cx7 2 创建一个简单的MMI耦合器 28 7N
I~47s|v 2.1 定义MMI耦合器材料 28 `T~~yM)q 2.2 定义布局设置 29 ky|Py 2.3 创建一个MMI耦合器 31 ff.;6R\ 2.4 插入input plane 35 Yp8GW1@ 2.5 运行模拟 39 Yb Dz{m 2.6 在OptiBPM_Analyzer中查看模拟结果 43 fv?vfI+m 3 创建一个单弯曲器件 44 KImazS^ 3.1 定义一个单弯曲器件 44 f)%8*B 3.2 定义布局设置 45 wEMg~Hh 3.3 创建一个弧形波导 46 %TA@-tK= 3.4 插入入射面 49 yfCdK-9+B 3.5 选择输出数据文件 53 }@avGt;v 3.6 运行模拟 54 3ew`e"s 3.7 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 57 Tq`rc"&7u 4 创建一个MMI星形耦合器 60 _!?iiO 4.1 定义MMI星形耦合器的材料 60 (| X? 4.2 定义布局设置 61 g=_@j` 4.3 创建一个MMI星形耦合器 61 @G:aW\Z 4.4 插入输入面 62 8@-
UvT&o 4.5 运行模拟 63 >Sua:Uff 4.6 预览最大值 65 3v7*@(y 4.7 绘制波导 69 `w/`qG:dK 4.8 指定输出波导的路径 69 ^E`SR6_cmj 4.9 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 71 5p`.RWls 4.10 添加输出波导并预览仿真结果 72 ELqpIXq# 4.11 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 74 ={gf x; 5 基于VB脚本进行波长扫描 75 NY9\a[[^[8 5.1 定义波导材料 75 kqyPb$Wy 5.2 定义布局设置 76 >{huaN B 5.3 创建波导 76 jj8h>"d 5.4 修改输入平面 77 2/ v9 5.5 指定波导的路径 78 6
s1lf! 5.6 运行模拟 79 1Wy0#?L 5.7 在OptiBPM_Simulator中预览模拟结果 81 #gd`X|<Ch 5.8 应用VB脚本进行模拟 82 y0f"UH/ 5.9 在OptiBPM_Analyzer中查看模拟结果 84 @ob4y 6 应用VB脚本设计一个3dB的耦合器 88 T`gR&n<D 6.1 定义3dB耦合器所需的材料 88 BA t0YE`-, 6.2 定义布局结构 89 z~y=(T 6.3 绘制并定位波导 91 ilpP"B 6.4 生成布局脚本 95 /R%
Xkb 6.5 插入和编辑输入面 97 UjrML 6.6 运行模拟 98 sGs_w:Hn 6.7 修改布局脚本 100 M
h5>@-fEE 6.8 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 102 380M&Guh 7 应用预定义扩散过程 104 eJ
O+MurO 7.1 创建一个由钛在铌酸锂中扩散所形成的线性波导 104 N% W298 7.2 定义布局设置 106 |SfmQ; 7.3 设计波导 107 eod-N}o 7.4 设置模拟参数 108 (c=.?{U 7.5 运行模拟 110 iR(jCD?) Y 7.6 基于钛和镁在铌酸锂中的扩散,创建一个掩埋波导 111 ygn]f*;?kw 7.7 将模板以新的名称进行保存 111 /a:sWmxMT 7.8 添加一个新的轮廓 111 U#=5HzE 7.9 创建上方的线性波导 112 <W<>=vDzyE 8 各向异性BPM 115 dZ"w2ho 8.1 定义材料 116 cgevP`*] 8.2 创建轮廓 117 #`(-Oj2hH 8.3 定义布局设置 118 sj& j\<( 8.4 创建线性波导 120 "Gh5
^$w?j 8.5 设置模拟参数 121 :kz"Wya. 8.6 预览介电常数分量 122 qkk!1W 8.7 创建输入面 123 m/(f?M l 8.8 运行各向异性BPM模拟 124 "fTW2D74 9 创建一个chip-to-fiber对接耦合器 127 N,M[Opm 9.1 定义chip-to-fiber对接耦合器的材料和波导 128 vv%
o+r-t 9.2 定义布局设置 130 <+\
w .! 9.3 创建一个chip-to-fiber对接耦合器 130 PH]/*LEj 9.4 编辑输入平面 132 qZz?i 9.5 设置模拟参数 134 aH!2zC\:T 9.6 运行模拟 135 oP CtLz}z 10 电光调制器 138 WQ>y;fi5/{ 10.1 定义电解质材料 139 +M^+qt;]V 10.2 定义电极材料 140
ndCHWhi 10.3 定义轮廓 141 ?f\ ~:Gm/ 10.4 绘制波导 144 6Yu&'[?H$ 10.5 绘制电极 147 gcKXda( 10.6 静电模拟 149 O h{>xg 10.7 电光模拟 151 i
SD?y# 11 折射率(RI)扫描 155 ]
eO25,6 11.1 定义材料和通道 155 rMy(NAo_ 11.2 定义布局设置 157 2LqJ.HH 11.3 绘制线性波导 160 lUJ~_`D 11.4 插入输入面 160 ;Or]x?- 11.5 创建脚本 161 [zv@}@$ 11.6 运行模拟 163 uKL4cr@ 11.7 在OptiBPM_Analyzer中预览结果 163 nS5g!GYY,k 12 应用用户自定义扩散轮廓 165 MaS"V`NI 12.1 定义材料 165 < | |