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2023-11-03 08:44 |
《OptiBPM入门教程》
前 言 ~iq=J5IN# M%7|7V<o)^ 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。 )-25?B uYijzHQyD 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。 ~w}=Oby'y M*aYcIU(( 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。 SZvC4lOn# kkXe= f% 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> 6*b Ho $+[K 本书第一章主要介绍了软件的安装方法以及软件的开发背景,第二~十三章,分别描述了如何创建以及分析常见的波导类器件,如MMI耦合器、MMI星形耦合器、3dB耦合器、电光调制器、Chip-to-Fiber对接耦合器、马赫泽德干涉仪等,并包含了创建各类波导的方法和分析方法,如参数扫描,脚本自定义等。第十四章主要描述了如何将OptiBPM设计的元器件,导入到OptiSystem(一款光通信系统模拟仿真软件)中做联合仿真,可以查看此元器件在光通信系统中的具体行为。 OXbC\^qo@ l)V646-O,~ 《OptiBPM入门指南》,是由上海讯技光电工程师翻译整理而来,译者希望本书能够对OptiBPM的使用者有所帮助,通过学习后能够较好的掌握OptiBPM软件的基本使用方法。由于译者水平有限,书中错误纰漏之处在所难免,敬请同行读者批评和指正 *E-MJCv UI*&@!%bzp
上海讯技光电科技有限公司 2021年4月 l|M|;5TW [attachment=122007] +P.JiH`\= 目 录 VREDVLQT 1 入门指南 4 t<%+))b
1.1 OptiBPM安装及说明 4 "+hUt 1.2 OptiBPM简介 5 !p_l(@f 1.3 光波导介绍 8 97pnq1b 1.4 快速入门 8 f4vdJ5pV 2 创建一个简单的MMI耦合器 28 .`oKd@I*" 2.1 定义MMI耦合器材料 28 TV}=$\D 2.2 定义布局设置 29 xM/WS':V 2.3 创建一个MMI耦合器 31 7mL1$i6= 2.4 插入input plane 35 $SfY<j,R 2.5 运行模拟 39 kH=qJ3Z 2.6 在OptiBPM_Analyzer中查看模拟结果 43 ](`:<>c 3 创建一个单弯曲器件 44 ;HiaX<O! 3.1 定义一个单弯曲器件 44 WN o+% 3.2 定义布局设置 45 LN9.Q'@r? 3.3 创建一个弧形波导 46 Pd~z%VoO 3.4 插入入射面 49 (U:6vk3Q 3.5 选择输出数据文件 53
n,{ 3.6 运行模拟 54
PmT<S,}L 3.7 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 57 pE$*[IvQ' 4 创建一个MMI星形耦合器 60 %h
v-3L#V 4.1 定义MMI星形耦合器的材料 60 EW/N H&{ 4.2 定义布局设置 61 kqGydGh*" 4.3 创建一个MMI星形耦合器 61
jn oX%3d- 4.4 插入输入面 62 T7N\b]?j@Y 4.5 运行模拟 63 `R*!GHro 4.6 预览最大值 65 4}]In/yA 4.7 绘制波导 69 ^$<:~qq! 4.8 指定输出波导的路径 69 <f0yh"?6VH 4.9 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 71 :^]FpUY 4.10 添加输出波导并预览仿真结果 72 M->#WGl\B 4.11 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 74 z]j_,3Hff 5 基于VB脚本进行波长扫描 75 y tTppmJF 5.1 定义波导材料 75 zoj
w^%W 5.2 定义布局设置 76 _V` QvnT} 5.3 创建波导 76 Ef=4yH?\j 5.4 修改输入平面 77 \p )eY#A 5.5 指定波导的路径 78 5,R<9FjW 5.6 运行模拟 79 y/+y |.Xg 5.7 在OptiBPM_Simulator中预览模拟结果 81 {wD "|K 5.8 应用VB脚本进行模拟 82 t`1~5#?Du( 5.9 在OptiBPM_Analyzer中查看模拟结果 84 s+v$sF 6 应用VB脚本设计一个3dB的耦合器 88 =-G4BQ 6.1 定义3dB耦合器所需的材料 88 Q|f)Awe$ 6.2 定义布局结构 89 {3 >`k.w 6.3 绘制并定位波导 91 ~)5k%?. 6.4 生成布局脚本 95 %@%~<U)W 6.5 插入和编辑输入面 97 ca%XA|_J 6.6 运行模拟 98 ^;@!\Rc 6.7 修改布局脚本 100 aI\ ]R:f, 6.8 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 102 d/E0opv 7 应用预定义扩散过程 104 xP 3>8Y 7.1 创建一个由钛在铌酸锂中扩散所形成的线性波导 104 VGOdJ|2]Wr 7.2 定义布局设置 106 $-gRD|oY 7.3 设计波导 107 &pAmFe 7.4 设置模拟参数 108 UBx0Z0Y 7.5 运行模拟 110 h\8bo= 7.6 基于钛和镁在铌酸锂中的扩散,创建一个掩埋波导 111 3GZrVhU?m 7.7 将模板以新的名称进行保存 111 E,[v%Xw 7.8 添加一个新的轮廓 111 $ccCI
\ 7.9 创建上方的线性波导 112 Vtk}>I@% 8 各向异性BPM 115 MU1T="N^+ 8.1 定义材料 116 b =:%*gq, 8.2 创建轮廓 117 q&,uJo 8.3 定义布局设置 118 ST\d-x 8.4 创建线性波导 120 n'@XgUI, 8.5 设置模拟参数 121 ~%sNPKjA 8.6 预览介电常数分量 122 C0L(ti; 8.7 创建输入面 123 O! w&3 p 8.8 运行各向异性BPM模拟 124 1["IT.,f. 9 创建一个chip-to-fiber对接耦合器 127 p0HcuB)Y 9.1 定义chip-to-fiber对接耦合器的材料和波导 128 dVBr-+ 9.2 定义布局设置 130 r4 ;nkx 9.3 创建一个chip-to-fiber对接耦合器 130 ?<soX8_1 9.4 编辑输入平面 132 K?V'
?s 9.5 设置模拟参数 134 YTfMYH=} 9.6 运行模拟 135 j7C&&G q 10 电光调制器 138 QB7^8O!< 10.1 定义电解质材料 139 a<Ps6' 10.2 定义电极材料 140 -J++b2R\% 10.3 定义轮廓 141 U?ZxQj66} 10.4 绘制波导 144 kk
aS&r> 10.5 绘制电极 147 ))uki*UNK 10.6 静电模拟 149 %UCuI9 10.7 电光模拟 151 !r+SE 11 折射率(RI)扫描 155 <:~'s]`zf 11.1 定义材料和通道 155 nAyyjd3!S 11.2 定义布局设置 157 Yk5Cyq 11.3 绘制线性波导 160 lAx8m't}6 11.4 插入输入面 160 h>n<5{zqM 11.5 创建脚本 161 o]0\Km 11.6 运行模拟 163 R?l={N=Wf 11.7 在OptiBPM_Analyzer中预览结果 163 0EUC8Ni 12 应用用户自定义扩散轮廓 165 yzz(<s:o/ 12.1 定义材料 165 )7iYx {n 12.2 创建参考轮廓 166 d~O)mJ
J 12.3 定义布局设置 166 n}q/:|c 12.4 用户自定义轮廓 167 L(3}
H,t 12.5 根据参考轮廓检测用户自定义轮廓 170 =bb )B( 13 马赫-泽德干涉仪开关 172 h?&S*)1 13.1 定义材料 173 5i&+.?(Z= 13.2 创建钛扩散轮廓 173 S{)'1J_0 13.3 定义晶圆 174 8MCSU'uQ 13.4 创建器件 175 W
sDFui 13.5 检查x-y切面的RI轮廓 177 *AI?md 13.6 定义电极区域 178 (k>I!Z/&2 13.7 定义输入平面和模拟参数 182 fvw&y+|y! 13.8 运行模拟 182 |FZIUS{] 13.9 创建脚本 184 !T26#>mV 14 应用OptiBPM和OptiSystem进行光集成电路模拟-散射数据导出 186 SWMi+) 14.1 理论背景 186 c`!8!R 14.2 波导Vertical Offset位置设置 189 {@3p^b*E)1 14.3 生成脚本数据 190 LF_am*F 14.4 导出散射数据 193 M1=y-3dW3 14.5 创建臂 194 \ dZD2e4 14.6 在OptiSystem内加载*.s文件 197 2]-xmS>|b 14.7 加载两个臂的文件 200 j*@EJ"Gm> 14.8 在OptiSystem内完成布局 201 yI}_
U 14.9 连接元件 202 W$?Bsz) 14.10 运行模拟 203 F5/,H:K\ 14.11 创建图以查看结果 204 T~-PT39E 有兴趣可以扫码加微咨询 >[TJ-%V>oR 2W=am_\0e. [attachment=122006]
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