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2024-02-23 11:26 |
《OptiBPM入门教程》
前 言 Bg`b*(Q -4Xr5j%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。 \;3r yhIg)/?L 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。 R8 m/Nt2 ,'!&Z * 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。 $H#&.IjY vl#/8]0! 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。 8p
FSm> P
,i)A 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。 U0rz 4fxc Cdv TC`~, 《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 qSQjAo4t@ bfJDF(=h
上海讯技光电科技有限公司 2021年4月 vmoqsdZ/ 9xWrz;tzo 目 录 Dihk8qJ/6 1 入门指南 4 alG}Aw#gS 1.1 OptiBPM安装及说明 4 ;#;X@BhS 1.2 OptiBPM简介 5 eE&F1|8 1.3 光波导介绍 8 j.z#fU 1.4 快速入门 8 6+It>mnR
2 创建一个简单的MMI耦合器 28 1kpI?Plki 2.1 定义MMI耦合器材料 28 b ,cvQD 2.2 定义布局设置 29 u&qdrKx 2.3 创建一个MMI耦合器 31 HZ|6&9we 2.4 插入input plane 35 ! yxb< 2.5 运行模拟 39 EU+sTe > 2.6 在OptiBPM_Analyzer中查看模拟结果 43 {>z.y1 3 创建一个单弯曲器件 44 {*|yU" 3.1 定义一个单弯曲器件 44 %:??QD* 3.2 定义布局设置 45 [p<L*3< 3.3 创建一个弧形波导 46 $]Q_x? 3.4 插入入射面 49 +|}~6` 3.5 选择输出数据文件 53 @1>83-p"X 3.6 运行模拟 54 }{lOsZA 3.7 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 57 9Dpmp| 4 创建一个MMI星形耦合器 60 J@Li*Ypo 4.1 定义MMI星形耦合器的材料 60 D^A_ 0@ 4.2 定义布局设置 61 F;zmq%rK 4.3 创建一个MMI星形耦合器 61 9A6ly9DIS 4.4 插入输入面 62 v9<p@GY"\ 4.5 运行模拟 63 pG"
4qw 4.6 预览最大值 65 #
mzJ^V- 4.7 绘制波导 69 nBNZ@nD 4.8 指定输出波导的路径 69 J|ILG 4.9 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 71 74KFsir@ 4.10 添加输出波导并预览仿真结果 72 S`J_}> 4.11 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 74 "aP/214Ul 5 基于VB脚本进行波长扫描 75 bDr'W 5.1 定义波导材料 75 rz3&khi 5.2 定义布局设置 76 o$Jk27 5.3 创建波导 76 o?b"B+# 5.4 修改输入平面 77 Qc3!FW<26 5.5 指定波导的路径 78 .$q]<MK8 5.6 运行模拟 79 &;y(@e}D 5.7 在OptiBPM_Simulator中预览模拟结果 81 s#d>yx_b 5.8 应用VB脚本进行模拟 82 9_HEImk 5.9 在OptiBPM_Analyzer中查看模拟结果 84 fxc~5~$> 6 应用VB脚本设计一个3dB的耦合器 88 o2jnmv~ 6.1 定义3dB耦合器所需的材料 88 Y<{j': 6.2 定义布局结构 89 ;B7>/q;g 6.3 绘制并定位波导 91 c*3ilMP\4 6.4 生成布局脚本 95 }$b/g 6.5 插入和编辑输入面 97 h IGa);g 6.6 运行模拟 98 {!=IGFe 6.7 修改布局脚本 100 au GN~"n^ 6.8 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 102 !x,3k\M 7 应用预定义扩散过程 104 z\;kjI 7.1 创建一个由钛在铌酸锂中扩散所形成的线性波导 104 p<jHUG4?' 7.2 定义布局设置 106 E P<U:F 7.3 设计波导 107 0a(*/u 7.4 设置模拟参数 108 KYlWV<sR 7.5 运行模拟 110 .d.7D ]Yn 7.6 基于钛和镁在铌酸锂中的扩散,创建一个掩埋波导 111 KKOu":b
7.7 将模板以新的名称进行保存 111 )>=`[$D1t 7.8 添加一个新的轮廓 111 MT0}MMr 7.9 创建上方的线性波导 112 /R^!~J50 8 各向异性BPM 115 s cn!, 8.1 定义材料 116 P{);$e+b~ 8.2 创建轮廓 117 n:7=z0
s 8.3 定义布局设置 118 Ue8_Q8q5 8.4 创建线性波导 120 fA|'}(kH 8.5 设置模拟参数 121 !'+t)h9^ 8.6 预览介电常数分量 122 mNV4"lNR 8.7 创建输入面 123 X-t4irZ) 8.8 运行各向异性BPM模拟 124 [TNYPA>{ 9 创建一个chip-to-fiber对接耦合器 127 2!jbaSH(+ 9.1 定义chip-to-fiber对接耦合器的材料和波导 128 Ad]r )d{ 9.2 定义布局设置 130 "+|>nA=7 9.3 创建一个chip-to-fiber对接耦合器 130 BURiLEYZl 9.4 编辑输入平面 132 o]jo R3 9.5 设置模拟参数 134 xNjA>S\]W5 9.6 运行模拟 135 4I,HvP 10 电光调制器 138 Q>X ;7nt0 10.1 定义电解质材料 139 _msDf2e9 10.2 定义电极材料 140 (spX3n%p 10.3 定义轮廓 141 5|AZ/!rb 10.4 绘制波导 144 J,IOp- 10.5 绘制电极 147 4}8Xoywi1 10.6 静电模拟 149 I]T-}pG 10.7 电光模拟 151 "i#! 11 折射率(RI)扫描 155 !WbQ`]uN/# 11.1 定义材料和通道 155 YP#OI6u 11.2 定义布局设置 157 pKp#4Js 11.3 绘制线性波导 160 xv1$,|^ts 11.4 插入输入面 160 W}(dhgf 11.5 创建脚本 161 Z3[,Xw 11.6 运行模拟 163 "ebn0<cZ 11.7 在OptiBPM_Analyzer中预览结果 163 %d*}:295 12 应用用户自定义扩散轮廓 165 /wIZ ' 12.1 定义材料 165 /oWB7l& 12.2 创建参考轮廓 166 ` 3<#DZ;! 12.3 定义布局设置 166 QAu^]1 ; 12.4 用户自定义轮廓 167 HLk/C[`u, 12.5 根据参考轮廓检测用户自定义轮廓 170 !(+?\+U lE 13 马赫-泽德干涉仪开关 172 #`?uV)( 13.1 定义材料 173 #&DJ3(T 13.2 创建钛扩散轮廓 173 .%D] z{'' 13.3 定义晶圆 174 `M\L6o 13.4 创建器件 175 Ot v{#bB$ 13.5 检查x-y切面的RI轮廓 177 0E+ + 13.6 定义电极区域 178 kV-a'"W5
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