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infotek 2023-11-03 08:44

《OptiBPM入门教程》

前  言 *bf 5A9  
hN6wp_  
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。 3CjixXaA$  
-5+Yz9pv[  
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。 >MN"87U6  
q,@# cQBV  
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。 *oz#YGNm  
[B+F}Q^;  
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。 < $e#o H  
]!"w?-h Si  
本书第一章主要介绍了软件的安装方法以及软件的开发背景,第二~十三章,分别描述了如何创建以及分析常见的波导类器件,如MMI耦合器、MMI星形耦合器、3dB耦合器、电光调制器、Chip-to-Fiber对接耦合器、马赫泽德干涉仪等,并包含了创建各类波导的方法和分析方法,如参数扫描,脚本自定义等。第十四章主要描述了如何将OptiBPM设计的元器件,导入到OptiSystem(一款光通信系统模拟仿真软件)中做联合仿真,可以查看此元器件在光通信系统中的具体行为。 8|=C/k  
4n6AK`E  
《OptiBPM入门指南》,是由上海讯技光电工程师翻译整理而来,译者希望本书能够对OptiBPM的使用者有所帮助,通过学习后能够较好的掌握OptiBPM软件的基本使用方法。由于译者水平有限,书中错误纰漏之处在所难免,敬请同行读者批评和指正 jIT|Kk&]  
!zF0 7.(E  
上海讯技光电科技有限公司
2021年4月 6h)_{| L)  
[attachment=122007]
X5[vQ3^  
目 录 {qi #  
1 入门指南 4 {+hABusq  
1.1 OptiBPM安装及说明 4 5(J?C-Pk  
1.2 OptiBPM简介 5 452kE@=49  
1.3 光波导介绍 8 r^}0 qO,XM  
1.4 快速入门 8 %p )"_q!ge  
2 创建一个简单的MMI耦合器 28 bRy(`  
2.1 定义MMI耦合器材料 28 pXO09L/nv  
2.2 定义布局设置 29 U|tacO5w`  
2.3 创建一个MMI耦合器 31 [znN 'Fg:"  
2.4 插入input plane 35 'LPyh ;!f  
2.5 运行模拟 39 6[k<&;  
2.6 在OptiBPM_Analyzer中查看模拟结果 43 !>> A@3  
3 创建一个单弯曲器件 44 3= sBe HL  
3.1 定义一个单弯曲器件 44 mz6]=]1w  
3.2 定义布局设置 45 7WS$fUBi  
3.3 创建一个弧形波导 46 5tpC$4m  
3.4 插入入射面 49 iSezrN  
3.5 选择输出数据文件 53 2} pZyS  
3.6 运行模拟 54 ~nU9j"$  
3.7 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 57 b.RU%Y#>\  
4 创建一个MMI星形耦合器 60 rP7 QW)NF  
4.1 定义MMI星形耦合器的材料 60 f;BY%$  
4.2 定义布局设置 61 j AOy3c  
4.3 创建一个MMI星形耦合器 61 ~k"b"+2  
4.4 插入输入面 62 XH~(=^/_  
4.5 运行模拟 63 g{6jN  
4.6 预览最大值 65 yjL+1_"B  
4.7 绘制波导 69 AaA!U!B  
4.8 指定输出波导的路径 69 A/I\MN|  
4.9 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 71 z6@8IszU  
4.10 添加输出波导并预览仿真结果 72 v:4j 3J$z  
4.11 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 74 4!!PrXE  
5 基于VB脚本进行波长扫描 75 s2SV   
5.1 定义波导材料 75 8bdO-LJ9  
5.2 定义布局设置 76 Pb?vi<ug+  
5.3 创建波导 76 }WIkNG4{Z  
5.4 修改输入平面 77 .cJoNl'q  
5.5 指定波导的路径 78 ]#f%Dku.m  
5.6 运行模拟 79 ?g4Rk9<!i  
5.7 在OptiBPM_Simulator中预览模拟结果 81 3W[?D8yi)  
5.8 应用VB脚本进行模拟 82 A_S7z*T  
5.9 在OptiBPM_Analyzer中查看模拟结果 84 ?s$d("~  
6 应用VB脚本设计一个3dB的耦合器 88 a($7J6]M  
6.1 定义3dB耦合器所需的材料 88 aUEr& $  
6.2 定义布局结构 89 _J6 Xq\  
6.3 绘制并定位波导 91 ?j/FYi  
6.4 生成布局脚本 95 )m;*d7l~p  
6.5 插入和编辑输入面 97 W..*!UGl  
6.6 运行模拟 98 3JQ7Cc>  
6.7 修改布局脚本 100 @ !su7  
6.8 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 102 u~M$<|;  
7 应用预定义扩散过程 104 9!X3Cv|+L  
7.1 创建一个由钛在铌酸锂中扩散所形成的线性波导 104 2_HIn  
7.2 定义布局设置 106 IxuK<Oe:O  
7.3 设计波导 107 >eG<N@13p  
7.4 设置模拟参数 108 ]?1_.Wjtt  
7.5 运行模拟 110 bKsjbYuo  
7.6 基于钛和镁在铌酸锂中的扩散,创建一个掩埋波导 111 <<?32r~  
7.7 将模板以新的名称进行保存 111 # tu>h  
7.8 添加一个新的轮廓 111 )S+fc=  
7.9 创建上方的线性波导 112 ph5{i2U0  
8 各向异性BPM 115 ]$L5}pE3  
8.1 定义材料 116 M;y*`<x  
8.2 创建轮廓 117 =9ff9 83  
8.3 定义布局设置 118 kVWcf-f  
8.4 创建线性波导 120 tlp,HxlP  
8.5 设置模拟参数 121 2T+-[}*  
8.6 预览介电常数分量 122 \O "`o4  
8.7 创建输入面 123 [yN+(^ i  
8.8 运行各向异性BPM模拟 124 _*e_? ]G-  
9 创建一个chip-to-fiber对接耦合器 127 LJ <pE;`d  
9.1 定义chip-to-fiber对接耦合器的材料和波导 128 E} XmZxHV  
9.2 定义布局设置 130 .8s-)I  
9.3 创建一个chip-to-fiber对接耦合器 130 1!(lpp  
9.4 编辑输入平面 132 *V',@NH#Os  
9.5 设置模拟参数 134 Sk+XBX(}  
9.6 运行模拟 135 M;<!C%K>  
10 电光调制器 138 7u&l]NC?y  
10.1 定义电解质材料 139 ^wBlQmW7J  
10.2 定义电极材料 140 _-({MX[3k<  
10.3 定义轮廓 141 >R]M:Wx  
10.4 绘制波导 144 $Okmurnn  
10.5 绘制电极 147 eg/itty  
10.6 静电模拟 149 #fa,}aj  
10.7 电光模拟 151 HJ]v-  
11 折射率(RI)扫描 155 Z qn$>mG-  
11.1 定义材料和通道 155 d*{Cv2A.  
11.2 定义布局设置 157 FhY#3-jH  
11.3 绘制线性波导 160 oH6zlmqG"  
11.4 插入输入面 160 qI7KWUR  
11.5 创建脚本 161 KJQ8Yhq  
11.6 运行模拟 163 lFt!  
11.7 在OptiBPM_Analyzer中预览结果 163 9#U]?^DJ@  
12 应用用户自定义扩散轮廓 165 nu+K N,3R"  
12.1 定义材料 165 xS_;p9{E  
12.2 创建参考轮廓 166 }UsH#!9.  
12.3 定义布局设置 166 Q /?`);  
12.4 用户自定义轮廓 167 gNP1UH4m  
12.5 根据参考轮廓检测用户自定义轮廓 170 VnW6$W?g  
13 马赫-泽德干涉仪开关 172 ^ 3 4Ng  
13.1 定义材料 173 I[|Y 2i  
13.2 创建钛扩散轮廓 173 d lfjx  
13.3 定义晶圆 174 B,%6sa~I  
13.4 创建器件 175 &2u |7U.  
13.5 检查x-y切面的RI轮廓 177 J@/4CSCR]  
13.6 定义电极区域 178 <J+Oh\8tad  
13.7 定义输入平面和模拟参数 182 xK_UkB-$i  
13.8 运行模拟 182 V WZpEi  
13.9 创建脚本 184 ^AU-hVj  
14 应用OptiBPM和OptiSystem进行光集成电路模拟-散射数据导出 186 UZs '[pm)  
14.1 理论背景 186 kl:/PM^  
14.2 波导Vertical Offset位置设置 189 G 0pq'7B  
14.3 生成脚本数据 190 ]dGH i \  
14.4 导出散射数据 193 *Lrrl  
14.5 创建臂 194 Kt*b) <  
14.6 在OptiSystem内加载*.s文件 197 ?1\I/ 'E9  
14.7 加载两个臂的文件 200 #sCR}  
14.8 在OptiSystem内完成布局 201 K Ha,6X  
14.9 连接元件 202 /~'C!so[v  
14.10 运行模拟 203 DDkN3\w  
14.11 创建图以查看结果 204 qc,EazmU  
有兴趣可以扫码加微咨询 ]'xci"qV`  
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