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2023-11-03 08:44 |
《OptiBPM入门教程》
前 言 AE~a=e\x g&y (- 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。 3JQ7Cc> S:j{R^$k OptiBPM是基于光束传输算法(BPM-矢量BPM、半矢量BPM以及标量BPM)来模拟光通过任意波导介质(各向同性与各向异性)。并可使用合适的数值方法,如Crank-Nicholson方法和Scheme Parameter以及ADI,来进行计算,计算过程中可以使用合适的边界条件,如TBC和PML边界条件,以完成整个波导结构的仿真和分析,获得任意位置处的电磁场分布。 u~M$<|; Cwls e- 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。 v; i4ZSV^A 3S+9LOrhY 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。 |3e+ K. ]?1_.Wjtt 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。 f4P({V (+(@P*c1 《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 #tu>h )S+fc=
上海讯技光电科技有限公司 2021年4月 >"!ScYn [attachment=122007] &^#iS<s1 目 录 dX/7n= 1 入门指南 4 ZtO$kK%q; 1.1 OptiBPM安装及说明 4 ?H PAX 1.2 OptiBPM简介 5 pt.V^a 1.3 光波导介绍 8 2T+-[}* 1.4 快速入门 8 \O "`o4 2 创建一个简单的MMI耦合器 28 VrPsy) J68 2.1 定义MMI耦合器材料 28 =AzPAN#e 2.2 定义布局设置 29 _*e_?]G- 2.3 创建一个MMI耦合器 31 LJ
<pE;`d 2.4 插入input plane 35 a-|pSe*rx 2.5 运行模拟 39 [A =0fg5 2.6 在OptiBPM_Analyzer中查看模拟结果 43 ]P wS3:x 3 创建一个单弯曲器件 44 3E;@.jD 3.1 定义一个单弯曲器件 44 uT,i& 3.2 定义布局设置 45 B@M9oNWHu 3.3 创建一个弧形波导 46 ~)_Nh 3.4 插入入射面 49 2k<#e2 3.5 选择输出数据文件 53 5GScqY,aB 3.6 运行模拟 54 F|>
3gW 3.7 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 57 j36YIz$a 4 创建一个MMI星形耦合器 60 .5a>!B.I 4.1 定义MMI星形耦合器的材料 60 A{q%sp:3~ 4.2 定义布局设置 61 ;GG,Z#\m 4.3 创建一个MMI星形耦合器 61 >D!R)W` 4.4 插入输入面 62 7P3pjgh 4.5 运行模拟 63 l,h`YIy 4.6 预览最大值 65 '(B -{}l 4.7 绘制波导 69 ZH\t0YhrVe 4.8 指定输出波导的路径 69 td7(444] 4.9 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 71 %dPk,Ylz 4.10 添加输出波导并预览仿真结果 72 N8Rq7i3F?a 4.11 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 74 |#o' =whTl 5 基于VB脚本进行波长扫描 75 a~jb%i_ 5.1 定义波导材料 75 fB9,#
F 5.2 定义布局设置 76 nE8z1hBUq 5.3 创建波导 76 @Nsn0-B?ne 5.4 修改输入平面 77 QnOgF 3t 5.5 指定波导的路径 78 X<8|uP4 5.6 运行模拟 79 4!{lySW 5.7 在OptiBPM_Simulator中预览模拟结果 81 <e BmCrJ 5.8 应用VB脚本进行模拟 82 dQ{qA(m 5.9 在OptiBPM_Analyzer中查看模拟结果 84 J@/4CSCR] 6 应用VB脚本设计一个3dB的耦合器 88 <J+Oh\8tad 6.1 定义3dB耦合器所需的材料 88 xK_UkB-$i 6.2 定义布局结构 89 V WZpEi 6.3 绘制并定位波导 91 G@ot^n3 6.4 生成布局脚本 95 UZs '[pm) 6.5 插入和编辑输入面 97 ho{%7\ 6.6 运行模拟 98 'e]>lRZ 6.7 修改布局脚本 100 y%%VJ}'X! 6.8 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 102 3>VL>;75[ 7 应用预定义扩散过程 104 ek<B= F 7.1 创建一个由钛在铌酸锂中扩散所形成的线性波导 104 {2:baoG- 7.2 定义布局设置 106 M5:.\0_ 7.3 设计波导 107 B(Yg1jAe 7.4 设置模拟参数 108 TM6wjHFm 7.5 运行模拟 110 m-uXQS^@G 7.6 基于钛和镁在铌酸锂中的扩散,创建一个掩埋波导 111 KdozB!\ 7.7 将模板以新的名称进行保存 111 "W6cQsi 7.8 添加一个新的轮廓 111 ,H6P% 7.9 创建上方的线性波导 112 7WmLC 8 各向异性BPM 115 cwvJH&%0 8.1 定义材料 116 aMe&4Q 8.2 创建轮廓 117 xL_QTj 8.3 定义布局设置 118 kIS )*_ 8.4 创建线性波导 120 bgE]Wk0 8.5 设置模拟参数 121 l=XZBe*[g' 8.6 预览介电常数分量 122 "vybVWEE 8.7 创建输入面 123 ktqFgU#rT 8.8 运行各向异性BPM模拟 124 )wjpxr 9 创建一个chip-to-fiber对接耦合器 127 `?=3[ 9.1 定义chip-to-fiber对接耦合器的材料和波导 128 ;/+< N 9.2 定义布局设置 130 =:g\I6'a 9.3 创建一个chip-to-fiber对接耦合器 130 hJ8&OCR } 9.4 编辑输入平面 132 LI}e_=E 9.5 设置模拟参数 134 h*;c"/7 9.6 运行模拟 135
'{cND 10 电光调制器 138 U3Gg:onuE 10.1 定义电解质材料 139 _$T
!><)y 10.2 定义电极材料 140 _Ml?cT/J.O 10.3 定义轮廓 141 ?&:N|cltD 10.4 绘制波导 144 ^n~Kr1}nj 10.5 绘制电极 147 YvG$2F |_) 10.6 静电模拟 149 X_X7fRC0 10.7 电光模拟 151 ~N9k8eT 11 折射率(RI)扫描 155 qmpT G:+ 11.1 定义材料和通道 155 [K
#$W 11.2 定义布局设置 157 yj_/:eX 11.3 绘制线性波导 160 ]vcT2lr] 11.4 插入输入面 160 aO1.9!<v 11.5 创建脚本 161 7<70\6 11.6 运行模拟 163 , Zie2I?q 11.7 在OptiBPM_Analyzer中预览结果 163 |g{50r'= 12 应用用户自定义扩散轮廓 165 f1SKOq 12.1 定义材料 165 +/$&P3 12.2 创建参考轮廓 166 ]E"J^mflGK 12.3 定义布局设置 166 Iw[zN[oz 12.4 用户自定义轮廓 167 %6fnL~A 12.5 根据参考轮廓检测用户自定义轮廓 170 bhRa?wuoY 13 马赫-泽德干涉仪开关 172 nl2Lqu1 13.1 定义材料 173 !Usmm8!K 13.2 创建钛扩散轮廓 173 (&*Bl\YoX 13.3 定义晶圆 174 dAG@'A\f 13.4 创建器件 175 a++gwl 13.5 检查x-y切面的RI轮廓 177 n>JJ Xw,, 13.6 定义电极区域 178 EK>x\]O%T 13.7 定义输入平面和模拟参数 182 FiReb3zR 13.8 运行模拟 182 ]+pE1-p\ 13.9 创建脚本 184 L8.A| 14 应用OptiBPM和OptiSystem进行光集成电路模拟-散射数据导出 186 ;LC|1_ ' 14.1 理论背景 186 ]Y$Wv9S6 14.2 波导Vertical Offset位置设置 189 P)y2'JKL 14.3 生成脚本数据 190 s3ASA.* 14.4 导出散射数据 193 W)Y-^i5 14.5 创建臂 194 -+qg 14.6 在OptiSystem内加载*.s文件 197 /C`AA/@ 14.7 加载两个臂的文件 200 5![ ILa_ 14.8 在OptiSystem内完成布局 201 ]c_lNHssmq 14.9 连接元件 202 .yTo)t 14.10 运行模拟 203 BHz_1+d 14.11 创建图以查看结果 204 yAGQD[ih 有兴趣可以扫码加微咨询 E}w5.1 hb1h.F [attachment=122006]
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