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infotek 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$!Cx7  
2 创建一个简单的MMI耦合器 28 7N I~47s|v  
2.1 定义MMI耦合器材料 28 `T~~yM)q  
2.2 定义布局设置 29 ky |Py  
2.3 创建一个MMI耦合器 31 ff.;6R\  
2.4 插入input plane 35 Yp8GW1@  
2.5 运行模拟 39 Yb Dz{m  
2.6 在OptiBPM_Analyzer中查看模拟结果 43 fv?vfI+m  
3 创建一个单弯曲器件 44 KImazS^  
3.1 定义一个单弯曲器件 44 f)%8*B  
3.2 定义布局设置 45 wEMg~Hh  
3.3 创建一个弧形波导 46 %TA@-tK=  
3.4 插入入射面 49 yfCdK-9+B  
3.5 选择输出数据文件 53 }@avG t;v  
3.6 运行模拟 54 3ew`e"s  
3.7 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 57 Tq`rc"&7u  
4 创建一个MMI星形耦合器 60 _!?iiO  
4.1 定义MMI星形耦合器的材料 60 ( | X?  
4.2 定义布局设置 61 g=_@j`  
4.3 创建一个MMI星形耦合器 61 @G:aW\Z  
4.4 插入输入面 62 8@- UvT&o  
4.5 运行模拟 63 >Sua:Uff  
4.6 预览最大值 65 3v7*@(y  
4.7 绘制波导 69 `w/`qG:dK  
4.8 指定输出波导的路径 69 ^E`SR6_cmj  
4.9 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 71 5p`.RWls  
4.10 添加输出波导并预览仿真结果 72 ELqpIXq#  
4.11 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 74 ={gfx;  
5 基于VB脚本进行波长扫描 75 NY9\a[[^[8  
5.1 定义波导材料 75 kqyPb$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 U jrML  
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 ^$w?j  
8.5 设置模拟参数 121 :kz"W ya.  
8.6 预览介电常数分量 122 qkk!1W  
8.7 创建输入面 123 m/(f?M l  
8.8 运行各向异性BPM模拟 124 "fTW2D74  
9 创建一个chip-to-fiber对接耦合器 127 N,M[Opm  
9.1 定义chip-to-fiber对接耦合器的材料和波导 128 vv% o+r-t  
9.2 定义布局设置 130 <+\ w.!  
9.3 创建一个chip-to-fiber对接耦合器 130 PH]/*LEj  
9.4 编辑输入平面 132 qZz?i  
9.5 设置模拟参数 134 aH!2zC\:T  
9.6 运行模拟 135 oPCtLz}z  
10 电光调制器 138 WQ>y;fi5/{  
10.1 定义电解质材料 139 +M^+qt;]V  
10.2 定义电极材料 140 ndCHWhi  
10.3 定义轮廓 141 ? f\ ~:Gm/  
10.4 绘制波导 144 6Yu&'[?H$  
10.5 绘制电极 147 gc KXda(  
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 rM y(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 <bbC &O\  
12.2 创建参考轮廓 166 9J $"Qt5;6  
12.3 定义布局设置 166 9\J.AAk~/  
12.4 用户自定义轮廓 167 f+xhS,iDR  
12.5 根据参考轮廓检测用户自定义轮廓 170 T}55ZpS C&  
13 马赫-泽德干涉仪开关 172 &oXN*$/dlJ  
13.1 定义材料 173 V9dJNt'Ui  
13.2 创建钛扩散轮廓 173 A0f98 ?j^  
13.3 定义晶圆 174 ys~oJb~  
13.4 创建器件 175 lC AD $Ia~  
13.5 检查x-y切面的RI轮廓 177 ]b6gZ<  
13.6 定义电极区域 178 yy(.|  
Q%Fa1h:2&  
13.7 定义输入平面和模拟参数 182 WH6Bs=G\}  
13.8 运行模拟 182 XJI ff$K  
13.9 创建脚本 184 5H!6 #pqM  
14 应用OptiBPM和OptiSystem进行光集成电路模拟-散射数据导出 186 1@"os[ 9  
14.1 理论背景 186 k`u.:C&  
14.2 波导Vertical Offset位置设置 189 L$ki>._i\  
14.3 生成脚本数据 190 =)Z~ w`  
14.4 导出散射数据 193 '] $mt  
14.5 创建臂 194 pX LXkF?  
14.6 在OptiSystem内加载*.s文件 197 zS<idy F`  
14.7 加载两个臂的文件 200 .s8u?1b  
14.8 在OptiSystem内完成布局 201 76BA1x+G  
14.9 连接元件 202 .FWi$B';  
14.10 运行模拟 203 }VDJ  
14.11 创建图以查看结果 204
^|j @' @L  
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