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2024-02-23 11:26 |
《OptiBPM入门教程》
前 言 AbY;H yN:>!SQ 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。 :ICr\FY$ q/'MS[C 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。 %ck`0JZAP l<N?' & 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。 b|wWHNEdb, D_ ug-<QT 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。 9 z*(8d <^sAY P| 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。 { _X#fq0} .v
l="< 《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 7'UWRRsxUF H A\A$>
上海讯技光电科技有限公司 2021年4月 %kW3hQ<$ V8v,jS$l4 目 录 OR~G Ov| 1 入门指南 4 u'Pn(A@1R 1.1 OptiBPM安装及说明 4 }wL3mVz 1.2 OptiBPM简介 5 h7RD`k:mF 1.3 光波导介绍 8 Dauo(Uhuo 1.4 快速入门 8 ._(z~3s 2 创建一个简单的MMI耦合器 28 _w%s(dzk 2.1 定义MMI耦合器材料 28 vGyppm[0 2.2 定义布局设置 29 [Ekgft& 2.3 创建一个MMI耦合器 31 LOt#1Qv 2.4 插入input plane 35 d#Wn[h$" 2.5 运行模拟 39 auoA 2.6 在OptiBPM_Analyzer中查看模拟结果 43 l~{T#Q 3 创建一个单弯曲器件 44 5W5pRd>Q 3.1 定义一个单弯曲器件 44 J\GKqt;5@ 3.2 定义布局设置 45 TP^\e_k 3.3 创建一个弧形波导 46 NIL^UN} 3.4 插入入射面 49 pfNThMf 3.5 选择输出数据文件 53 #nDL 3.6 运行模拟 54
,gx$U@0Z 3.7 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 57 KZ
@l/s 4 创建一个MMI星形耦合器 60 -%N}A3m!5 4.1 定义MMI星形耦合器的材料 60 C7T;;1P? 4.2 定义布局设置 61 A1 b6Zt 4.3 创建一个MMI星形耦合器 61 >:fJhF@ 4.4 插入输入面 62 +@ ^47Xu^ 4.5 运行模拟 63 .Btv}b 4.6 预览最大值 65 ]X4RnV55Q 4.7 绘制波导 69 $q.p$JQ: 4.8 指定输出波导的路径 69 7TR'zW2W 4.9 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 71 1=- X<M75 4.10 添加输出波导并预览仿真结果 72 iiQ||P}5 4.11 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 74 W *|OOa' 5 基于VB脚本进行波长扫描 75 P[6dTZ!\s 5.1 定义波导材料 75 F^[M 5.2 定义布局设置 76 e4 ?<GT 5.3 创建波导 76 L5TNsLx ( 5.4 修改输入平面 77 X%*brl$D 5.5 指定波导的路径 78 dUUPhk0 5.6 运行模拟 79 kKNk2!z`M 5.7 在OptiBPM_Simulator中预览模拟结果 81 ^JiaR)#r
5.8 应用VB脚本进行模拟 82 e(4bx5<* 5.9 在OptiBPM_Analyzer中查看模拟结果 84 JJ*0M(GG 6 应用VB脚本设计一个3dB的耦合器 88 Zu)i+GeG 6.1 定义3dB耦合器所需的材料 88 ,2E`:#$ 6.2 定义布局结构 89 +q4W0 6.3 绘制并定位波导 91 ~4}*Dhsh 6.4 生成布局脚本 95 `W
D*Q-&n 6.5 插入和编辑输入面 97 [%7IQ4`{ 6.6 运行模拟 98 a [0N,t 6.7 修改布局脚本 100 H@Kl 6.8 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 102 z[_R"+ 7 应用预定义扩散过程 104 k?z
[hZg0 7.1 创建一个由钛在铌酸锂中扩散所形成的线性波导 104 ]i9H_K 7.2 定义布局设置 106 W8\PCXnsfl 7.3 设计波导 107 mw2rSU I{ 7.4 设置模拟参数 108 WX+< 4j 7.5 运行模拟 110 F%Ro98?{ 7.6 基于钛和镁在铌酸锂中的扩散,创建一个掩埋波导 111 -zkW\O[ 7.7 将模板以新的名称进行保存 111 G}Q}H* 7.8 添加一个新的轮廓 111 0W!VV=j<} 7.9 创建上方的线性波导 112 Xd90n>4S 8 各向异性BPM 115 }39M_4a& 8.1 定义材料 116 Oct\He\. 8.2 创建轮廓 117 -fx(H+ 8.3 定义布局设置 118 ~`tJvUo0 8.4 创建线性波导 120 (UbR%A|v; 8.5 设置模拟参数 121 'Y,+D`&i) 8.6 预览介电常数分量 122 \emT:Frb 8.7 创建输入面 123 3ZT/>a>@ 8.8 运行各向异性BPM模拟 124 ;7B2~zL 9 创建一个chip-to-fiber对接耦合器 127 >Rx8 0 9.1 定义chip-to-fiber对接耦合器的材料和波导 128 Q#d+IIR0gK 9.2 定义布局设置 130 ~2;&pZ$ 9.3 创建一个chip-to-fiber对接耦合器 130 qP%Smfp6 9.4 编辑输入平面 132 q(w1VcLZ 9.5 设置模拟参数 134 )x9nED{ 9.6 运行模拟 135 _Ct@1}aa4x 10 电光调制器 138 64IeCAMVo 10.1 定义电解质材料 139 #!K~_DL 10.2 定义电极材料 140 &km d< 10.3 定义轮廓 141 61t- 10.4 绘制波导 144 * wQZ' 10.5 绘制电极 147 Vj9`[1}1Z 10.6 静电模拟 149 r!-L`GUm 10.7 电光模拟 151 }lrfO_ 11 折射率(RI)扫描 155 J~nJpUyP* 11.1 定义材料和通道 155 _s*uF_:3 11.2 定义布局设置 157 O(:u( U7e 11.3 绘制线性波导 160 f%(e,KgW= 11.4 插入输入面 160 ?45K%;.9Q 11.5 创建脚本 161 oIu,rjb 11.6 运行模拟 163 */fs.G:P 11.7 在OptiBPM_Analyzer中预览结果 163 ).O\O)K 12 应用用户自定义扩散轮廓 165 #o}{cXX# 12.1 定义材料 165 Bm2}\KOI 12.2 创建参考轮廓 166 1^Y:XJ73 12.3 定义布局设置 166 Z_hBd['! 12.4 用户自定义轮廓 167 AQ_#uxI'oa 12.5 根据参考轮廓检测用户自定义轮廓 170 ~
33@H 13 马赫-泽德干涉仪开关 172 h P6fTZ=Ln 13.1 定义材料 173 hVQ+
J!qD 13.2 创建钛扩散轮廓 173 ?>< 13.3 定义晶圆 174 (p#;6Xhf 13.4 创建器件 175 rE'
%MiIK 13.5 检查x-y切面的RI轮廓 177 E<fwl1<88 13.6 定义电极区域 178 &_Xv:?
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