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2024-02-23 11:26 |
《OptiBPM入门教程》
前 言 V(%L}0[] Q]Fm4 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。 lqO" S?bG U8R5 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。 a_UVb'z )vFJx[a<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。 l%?D%'afN m8q3Pp 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。 38wt=0br H}OOkzwrA 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。 H*DWDJxmV s^X(G!V{c 《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 ic}M)S FD; H1(Zzn1
上海讯技光电科技有限公司 2021年4月 =dyApR:' L- - 目 录 o5(p&:1M 1 入门指南 4 \4RVJ[2 1.1 OptiBPM安装及说明 4 FF"6~ 1.2 OptiBPM简介 5 smpz/1U 1.3 光波导介绍 8 Zc"Vf]: 1.4 快速入门 8 Im;8Abf 2 创建一个简单的MMI耦合器 28 'sCj\N 2.1 定义MMI耦合器材料 28 %z6.}4h 2.2 定义布局设置 29 -uDB#?q:W 2.3 创建一个MMI耦合器 31 a}Db9 = 2.4 插入input plane 35 7gR8Wr ^ 2.5 运行模拟 39 sE4=2p`x 2.6 在OptiBPM_Analyzer中查看模拟结果 43 gWo `i 3 创建一个单弯曲器件 44 _`>F>aP 3.1 定义一个单弯曲器件 44 "p43# 3.2 定义布局设置 45 K|-?1)Um 3.3 创建一个弧形波导 46
bwjjwu& 3.4 插入入射面 49 ?*}^xXI/ 3.5 选择输出数据文件 53 B5>1T[T'- 3.6 运行模拟 54 yJx{6 3.7 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 57 oyGO!j 4 创建一个MMI星形耦合器 60 pu(a&0 4.1 定义MMI星形耦合器的材料 60 D"WqJcDt 4.2 定义布局设置 61 [E_eaez7# 4.3 创建一个MMI星形耦合器 61 D-7PO3F:F 4.4 插入输入面 62 5c btMNP 4.5 运行模拟 63 _zG9.?'b3 4.6 预览最大值 65 @J~n$^ke 4.7 绘制波导 69 ""[(e0oA 4.8 指定输出波导的路径 69 Ih*}1D)7 4.9 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 71 D ];%Ey 4.10 添加输出波导并预览仿真结果 72 ?)$+W+vK 4.11 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 74 tZS-e6*S 5 基于VB脚本进行波长扫描 75 ;P9P2&c8c 5.1 定义波导材料 75 gC81ICM 5.2 定义布局设置 76 b[Z5:[@\# 5.3 创建波导 76 =H T:p:S 5.4 修改输入平面 77 mE3^5}[> 5.5 指定波导的路径 78 L&wJ-}'l 5.6 运行模拟 79 LRO'o{4$E 5.7 在OptiBPM_Simulator中预览模拟结果 81 0h~Iua5 5.8 应用VB脚本进行模拟 82 <}~`YU>=v 5.9 在OptiBPM_Analyzer中查看模拟结果 84 ,Vz
1l_7 6 应用VB脚本设计一个3dB的耦合器 88 )D
^.{70N 6.1 定义3dB耦合器所需的材料 88 ;=IC.<Q<} 6.2 定义布局结构 89 KX e/i~AS 6.3 绘制并定位波导 91 W=v4dy]B 6.4 生成布局脚本 95 7\sJ=* 6.5 插入和编辑输入面 97 nJJ9>#<g$ 6.6 运行模拟 98 l MCoc 'ae 6.7 修改布局脚本 100 W+
tI(JZ 6.8 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 102 Z^i=51 7 应用预定义扩散过程 104 G=lcKtMdg 7.1 创建一个由钛在铌酸锂中扩散所形成的线性波导 104 Qp{gV Ys 7.2 定义布局设置 106 v\Zni4 7.3 设计波导 107 4q"x|}a 7.4 设置模拟参数 108 ]:CU.M1 7.5 运行模拟 110 90)0\i+P 7.6 基于钛和镁在铌酸锂中的扩散,创建一个掩埋波导 111 S Rs~p 7.7 将模板以新的名称进行保存 111 N&`VMEB)k 7.8 添加一个新的轮廓 111 c@RMy$RTF 7.9 创建上方的线性波导 112 mzufl:-= 8 各向异性BPM 115 n:zoN2lC 8.1 定义材料 116 AV0m31b 8.2 创建轮廓 117 q\Cg2[nn2 8.3 定义布局设置 118 WvG0hts=[ 8.4 创建线性波导 120 SFrQPdX6V 8.5 设置模拟参数 121 csg:#-gE 8.6 预览介电常数分量 122 z=TaB^-) 8.7 创建输入面 123 P-9[,3Zd 8.8 运行各向异性BPM模拟 124 %liu[6_ 9 创建一个chip-to-fiber对接耦合器 127 Mq-QWx"P 9.1 定义chip-to-fiber对接耦合器的材料和波导 128 Qq;` 9-&j 9.2 定义布局设置 130 TRwlUC3hQ 9.3 创建一个chip-to-fiber对接耦合器 130 0HUSN_3F 9.4 编辑输入平面 132 aC0[ OmbG 9.5 设置模拟参数 134 >$=-0?. 9.6 运行模拟 135 -.A%c(|Q 10 电光调制器 138 cstSLXD 10.1 定义电解质材料 139 &fJ92v?%^S 10.2 定义电极材料 140 Qmxe*@{` 10.3 定义轮廓 141 Jy)E!{#x 10.4 绘制波导 144 6e,|HV 10.5 绘制电极 147 Ad)Po 10.6 静电模拟 149 7a_pO1MBL 10.7 电光模拟 151 aY 8"Sw|4 11 折射率(RI)扫描 155 c|<*w[%C 11.1 定义材料和通道 155 (4_7ICFI 11.2 定义布局设置 157 {@Y|"qIN 11.3 绘制线性波导 160 O$jj& 11.4 插入输入面 160 =a>a A Z 11.5 创建脚本 161 `YTagUq7 11.6 运行模拟 163 f}q4~NPn- 11.7 在OptiBPM_Analyzer中预览结果 163 ^UP!y!&N 12 应用用户自定义扩散轮廓 165 pKDP1S#< 12.1 定义材料 165 m+p}Qi8i) 12.2 创建参考轮廓 166 su]CaHU 12.3 定义布局设置 166 }qy,/<R 12.4 用户自定义轮廓 167 ,Y&LlB 2 12.5 根据参考轮廓检测用户自定义轮廓 170 (Fq|hgOA>M 13 马赫-泽德干涉仪开关 172 6@pPaq6 13.1 定义材料 173 7%?2>t3~ 13.2 创建钛扩散轮廓 173 9{{QdN8 13.3 定义晶圆 174 +jzwi3B` 13.4 创建器件 175 V4cCu~(3;~ 13.5 检查x-y切面的RI轮廓 177 {~.~ b+v 13.6 定义电极区域 178 } ).rD
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