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2023-11-03 08:44 |
《OptiBPM入门教程》
前 言 #ahe@|E'Y %eJE@$ 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。 .R&jRtb/E JiX-t\V ~ 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。 |bk$VT4\ 3Zm;:v4y 通过OptiBPM,科研人员可以同时观察近场分布(包含幅度、相位等),检测辐射以及方向场(Guided Field)。OptiBPM能够提升科研人员在波导器件设计的效率,减小风险并降低整体研发产品成本。 &[[Hfs2:-] zCj#Nfm 本书详细描述了各类光波导模型的创建以及分析方法,旨在帮助OptiBPM软件初学者快速学会常用的软件功能。本书主要参考OptiWave公司发布的案例以及相关操作手册翻译整理而成。 ;@< e ]Ft c,5yH 本书第一章主要介绍了软件的安装方法以及软件的开发背景,第二~十三章,分别描述了如何创建以及分析常见的波导类器件,如MMI耦合器、MMI星形耦合器、3dB耦合器、电光调制器、Chip-to-Fiber对接耦合器、马赫泽德干涉仪等,并包含了创建各类波导的方法和分析方法,如参数扫描,脚本自定义等。第十四章主要描述了如何将OptiBPM设计的元器件,导入到OptiSystem(一款光通信系统模拟仿真软件)中做联合仿真,可以查看此元器件在光通信系统中的具体行为。 1sXVuto P2
z~U 《OptiBPM入门指南》,是由上海讯技光电工程师翻译整理而来,译者希望本书能够对OptiBPM的使用者有所帮助,通过学习后能够较好的掌握OptiBPM软件的基本使用方法。由于译者水平有限,书中错误纰漏之处在所难免,敬请同行读者批评和指正 `m-7L W;.LN<bx
上海讯技光电科技有限公司 2021年4月 3/CKy##r%] [attachment=122007] SB^xq 目 录 h:r:qk 1 入门指南 4 35~1$uRA 1.1 OptiBPM安装及说明 4 w[/m:R?eX 1.2 OptiBPM简介 5 ynZfO2kf 1.3 光波导介绍 8 3moDu 1.4 快速入门 8 E7@m& R 2 创建一个简单的MMI耦合器 28 }IV=qW, 2.1 定义MMI耦合器材料 28 Y".4."NX 2.2 定义布局设置 29 4R9y~~+ 2.3 创建一个MMI耦合器 31 ;_A?Zl} 2.4 插入input plane 35 ,UW!?}@ 2.5 运行模拟 39 e^-CxHwA- 2.6 在OptiBPM_Analyzer中查看模拟结果 43 >'&|{s[m 3 创建一个单弯曲器件 44 G]gc*\4 3.1 定义一个单弯曲器件 44 OsgjSJrf 3.2 定义布局设置 45 BB? 4>#D 3.3 创建一个弧形波导 46 ZY8:7Q@P> 3.4 插入入射面 49 n fMU4(: 3.5 选择输出数据文件 53 a7TvX{<d 3.6 运行模拟 54 'A'[N :i 3.7 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 57 `'b2 z=j 4 创建一个MMI星形耦合器 60 _{?-=<V'_ 4.1 定义MMI星形耦合器的材料 60 _k Utj(re 4.2 定义布局设置 61 (A~w IKY, 4.3 创建一个MMI星形耦合器 61 1oL3y;>iL 4.4 插入输入面 62 fD2)/5j1 4.5 运行模拟 63 N$P\$ 4.6 预览最大值 65 vm8ER,IW) 4.7 绘制波导 69 ^8
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qu 4.8 指定输出波导的路径 69 cA B<'44R 4.9 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 71 Ev0=m;@_ 4.10 添加输出波导并预览仿真结果 72 ^NFL3v8 4.11 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 74 jL:GP}I= 5 基于VB脚本进行波长扫描 75 6~a4-5;>z 5.1 定义波导材料 75 *Jg&:(#}<J 5.2 定义布局设置 76 $Sd pF-' 5.3 创建波导 76 >ui;B$= 5.4 修改输入平面 77 1krSX2L 5.5 指定波导的路径 78 Z^#u n 5.6 运行模拟 79 Pk&sY' 5.7 在OptiBPM_Simulator中预览模拟结果 81 ria.MCe\! 5.8 应用VB脚本进行模拟 82 I"HA(
+G 5.9 在OptiBPM_Analyzer中查看模拟结果 84 yG,uD!N]| 6 应用VB脚本设计一个3dB的耦合器 88 6-f-/$B 6.1 定义3dB耦合器所需的材料 88 +RyV"&v 6.2 定义布局结构 89 1n~^@f#` 6.3 绘制并定位波导 91 sv+6# 6.4 生成布局脚本 95 !u|s8tN.U 6.5 插入和编辑输入面 97 #bGYd}BfD 6.6 运行模拟 98 #F'8vf'r 6.7 修改布局脚本 100 Fq'Ds[wd5 6.8 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 102 gm7 [m} 7 应用预定义扩散过程 104 yhd]s0(! 7.1 创建一个由钛在铌酸锂中扩散所形成的线性波导 104 3shd0q< 7.2 定义布局设置 106 nt*K@ 7.3 设计波导 107 TPNKvv!s 7.4 设置模拟参数 108 _tpOVw4I 7.5 运行模拟 110 tiF-lq 7.6 基于钛和镁在铌酸锂中的扩散,创建一个掩埋波导 111 lec3rv0) 7.7 将模板以新的名称进行保存 111 ln_[@K[oX 7.8 添加一个新的轮廓 111 T
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CDc+ 7.9 创建上方的线性波导 112 5>aK4: S/ 8 各向异性BPM 115 !JA//{? 8.1 定义材料 116 o~26<Lk 8.2 创建轮廓 117 F[]6U/g n 8.3 定义布局设置 118 $Ao'mT 8.4 创建线性波导 120 Oe lf^&m 8.5 设置模拟参数 121 XCyr r2^ 8.6 预览介电常数分量 122 DC2[g9S>8@ 8.7 创建输入面 123 Hh*
KcIRX 8.8 运行各向异性BPM模拟 124 I !O5+Er 9 创建一个chip-to-fiber对接耦合器 127 - #-Bo 9.1 定义chip-to-fiber对接耦合器的材料和波导 128 q I*7ToBJ 9.2 定义布局设置 130 I6PReVIb 9.3 创建一个chip-to-fiber对接耦合器 130 hpYW1kfQl 9.4 编辑输入平面 132 =A(Az 9.5 设置模拟参数 134 sCE%./h] 9.6 运行模拟 135 W6V((84(O 10 电光调制器 138 y-mjfW`n 10.1 定义电解质材料 139 $.zd,}l@L 10.2 定义电极材料 140 5.
+_'bF| 10.3 定义轮廓 141 -x-EU#.G 10.4 绘制波导 144 z&CBjlh 10.5 绘制电极 147 ym'!f|9AA 10.6 静电模拟 149 o,{]<Sm 10.7 电光模拟 151 5),&{k! 11 折射率(RI)扫描 155 LR3>_t 11.1 定义材料和通道 155 %uvA3N> 11.2 定义布局设置 157 0 KA@]! 11.3 绘制线性波导 160 e <+b?@}=B 11.4 插入输入面 160 x|)pZa 11.5 创建脚本 161 g-4ab|F 11.6 运行模拟 163 |nBZ :$D 11.7 在OptiBPM_Analyzer中预览结果 163 Ey{p;;H 12 应用用户自定义扩散轮廓 165 `@{(ijg. 12.1 定义材料 165 9(lcQuE9 12.2 创建参考轮廓 166 ZP
]Ok 12.3 定义布局设置 166 FSYs1Li_C 12.4 用户自定义轮廓 167 svtqX-Vj" 12.5 根据参考轮廓检测用户自定义轮廓 170 Tt4Q|"CJA 13 马赫-泽德干涉仪开关 172 3!`_Q% 13.1 定义材料 173 ~vcua@ 13.2 创建钛扩散轮廓 173 Y~@( 13.3 定义晶圆 174 $.4N@=s,?c 13.4 创建器件 175 -K/c~'%'* 13.5 检查x-y切面的RI轮廓 177 yJMo/!DZ 13.6 定义电极区域 178 @TJ 13.7 定义输入平面和模拟参数 182 0bOT&Z^ 13.8 运行模拟 182 P3v4!tR 13.9 创建脚本 184 zF(abQ0 14 应用OptiBPM和OptiSystem进行光集成电路模拟-散射数据导出 186 25<qo{ 14.1 理论背景 186 "^wIixOH5 14.2 波导Vertical Offset位置设置 189 h=^UMat- 14.3 生成脚本数据 190 8Yo;oHk7 14.4 导出散射数据 193 l[C_vUg 14.5 创建臂 194 Y$s4 *)% 14.6 在OptiSystem内加载*.s文件 197 .@$A~/ YU 14.7 加载两个臂的文件 200 J[c`Qq:&e 14.8 在OptiSystem内完成布局 201 #Y'ewu;qJ 14.9 连接元件 202 i`=%X{9 14.10 运行模拟 203 LIT`~D 14.11 创建图以查看结果 204 1\nzfxx 有兴趣可以扫码加微咨询 Y(gai? |Qn>K [attachment=122006]
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