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2024-02-23 11:27 |
《OptiBPM入门教程》
前 言 ^-nL!>FYY }ZqnsLu[) 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。 l/xpAx Y[sBVz'j5 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。 7up~8e$ _ z\7-v<ZS 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。 |!m8JV|x d%,@,>>) 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。 xB:]{9r >dK# tsp 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。 E5iNuJj=f 3R>"X 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 K]SsEsd F%< ZEVm
上海讯技光电科技有限公司 2021年4月 .RW&=1D6 n?(sn 目 录 {e!3|&AX 1 入门指南 4 yOTC>?p% 1.1 OptiBPM安装及说明 4 He9Er 1.2 OptiBPM简介 5 A'6-E{ 1.3 光波导介绍 8 (l+0*o,( 1.4 快速入门 8 X*w7q7\8-: 2 创建一个简单的MMI耦合器 28 L_`D 2.1 定义MMI耦合器材料 28 nPW=m`jG 2.2 定义布局设置 29 "W^+NeLc 2.3 创建一个MMI耦合器 31 q:cCk#ra 2.4 插入input plane 35 ZyX+V?4 2.5 运行模拟 39 9;Qgby 2.6 在OptiBPM_Analyzer中查看模拟结果 43 )k[{re 3 创建一个单弯曲器件 44 Suo%uD 3.1 定义一个单弯曲器件 44 ()^tw5e'^ 3.2 定义布局设置 45 .k -!/ ^ 3.3 创建一个弧形波导 46 Egt !N 3.4 插入入射面 49 :JXGgl<y 3.5 选择输出数据文件 53 l@:&0id4I 3.6 运行模拟 54 laRn![[ 3.7 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 57 |mQC-=6t;Y 4 创建一个MMI星形耦合器 60 O03N$Jq
A 4.1 定义MMI星形耦合器的材料 60 L[voouaqm 4.2 定义布局设置 61 v%muno, 4.3 创建一个MMI星形耦合器 61 ^U9b)KA 4.4 插入输入面 62 zI= 9 4.5 运行模拟 63 1\aV4T 4.6 预览最大值 65 7Hg;SK6t0 4.7 绘制波导 69 7q&T2?GEN 4.8 指定输出波导的路径 69 )YVs=0j 4.9 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 71 \E1CQP- 4.10 添加输出波导并预览仿真结果 72 .6c
Bx 4.11 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 74 B{K_?ae! 5 基于VB脚本进行波长扫描 75 ;TKsAU 5.1 定义波导材料 75 Tmk'rOg5 5.2 定义布局设置 76 1RauI0d* 5.3 创建波导 76 ]E|E4K6g 5.4 修改输入平面 77 }XD=N#p@z 5.5 指定波导的路径 78 /Yj; '\3 5.6 运行模拟 79 !{F\\D/ 5.7 在OptiBPM_Simulator中预览模拟结果 81 +h? Gps 5.8 应用VB脚本进行模拟 82 F?Fxm*Wa/ 5.9 在OptiBPM_Analyzer中查看模拟结果 84 FI @kE19 6 应用VB脚本设计一个3dB的耦合器 88 Et'&}NjI 6.1 定义3dB耦合器所需的材料 88 m~tv{#Y 6.2 定义布局结构 89 V#+M lN 6.3 绘制并定位波导 91 19bqz ) 6.4 生成布局脚本 95 J;k8 a2$_ 6.5 插入和编辑输入面 97 [5PQrf~Mo 6.6 运行模拟 98 /~{fPS 6.7 修改布局脚本 100 m'KEN<)s 6.8 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 102 zG7y$\A 7 应用预定义扩散过程 104 \;Sl5*kr 7.1 创建一个由钛在铌酸锂中扩散所形成的线性波导 104 ,Vy_%f 7.2 定义布局设置 106 n){u!z)Al 7.3 设计波导 107 7yal T. 7.4 设置模拟参数 108 ?NxaJ^ 7.5 运行模拟 110 %~\I*v04 7.6 基于钛和镁在铌酸锂中的扩散,创建一个掩埋波导 111 # ';b>J 7.7 将模板以新的名称进行保存 111 **]=!W 7.8 添加一个新的轮廓 111 CpU
y~ 7.9 创建上方的线性波导 112 C_ W%]8u 8 各向异性BPM 115 +FC+nE}O 8.1 定义材料 116 $ VeQvm* 8.2 创建轮廓 117 #<5i/5& 8.3 定义布局设置 118 ;vUw_M{P=) 8.4 创建线性波导 120 n],"!>=+ 8.5 设置模拟参数 121 ${tBu#$-d 8.6 预览介电常数分量 122 l Ma|| 8.7 创建输入面 123 pYj} 8.8 运行各向异性BPM模拟 124 \/!jGy* 9 创建一个chip-to-fiber对接耦合器 127 op,mP0b 9.1 定义chip-to-fiber对接耦合器的材料和波导 128 %O*)'ni
9.2 定义布局设置 130 ?^U1~5ff) 9.3 创建一个chip-to-fiber对接耦合器 130 #U6~U6@ 9.4 编辑输入平面 132 } DjbVYH 9.5 设置模拟参数 134 >L^2Z* 9.6 运行模拟 135 17lc5#^L 10 电光调制器 138 "4CO^ B 10.1 定义电解质材料 139 r#c+{yY 10.2 定义电极材料 140 m, SWG[~ 10.3 定义轮廓 141 {'o\#4Wk 10.4 绘制波导 144 <$8e;:#: 10.5 绘制电极 147 w"!zLB&9[ 10.6 静电模拟 149 (X|lK.W y 10.7 电光模拟 151 tj: >o#D 11 折射率(RI)扫描 155 ,Z(J; ~ 11.1 定义材料和通道 155 ~./M5P!\ 11.2 定义布局设置 157 (y?`|=G-xT 11.3 绘制线性波导 160 vl5r~F 11.4 插入输入面 160 Ns-3\~QSi 11.5 创建脚本 161 R-5e9vyS 11.6 运行模拟 163 '.zr:l 11.7 在OptiBPM_Analyzer中预览结果 163 G:;(, 12 应用用户自定义扩散轮廓 165 I_'0!@Nn7 12.1 定义材料 165 ^S^7u 12.2 创建参考轮廓 166 "0 {t~?ol 12.3 定义布局设置 166 \)BDl 12.4 用户自定义轮廓 167 xilA`uw`1 12.5 根据参考轮廓检测用户自定义轮廓 170 (L"G,l 13 马赫-泽德干涉仪开关 172 !{4bC 13.1 定义材料 173 EYU3Pl% 13.2 创建钛扩散轮廓 173 X-5&c$hv 13.3 定义晶圆 174 \E,Fe:/g 13.4 创建器件 175 ;%Zn)etu 13.5 检查x-y切面的RI轮廓 177 ]|/\Sd 13.6 定义电极区域 178 6n'XRfQp)& 13.7 定义输入平面和模拟参数 182 H_7X%TvXb 13.8 运行模拟 182 ~[
x} 13.9 创建脚本 184 1 =9 Kwd 14 应用OptiBPM和OptiSystem进行光集成电路模拟-散射数据导出 186 A@OSh6/{h 14.1 理论背景 186 oW8 hC 14.2 波导Vertical Offset位置设置 189 f"A?\w @ 14.3 生成脚本数据 190 4vf,RjB-5 14.4 导出散射数据 193 -_~T;cj6 14.5 创建臂 194 q/t~`pH3 14.6 在OptiSystem内加载*.s文件 197 A[X~:p.^G 14.7 加载两个臂的文件 200 VTxLBFK; 14.8 在OptiSystem内完成布局 201 30$Q5]T 14.9 连接元件 202 O$ ;:5zT 14.10 运行模拟 203 x2H?B`5 14.11 创建图以查看结果 204 (
O/+.qb 有兴趣可以扫码加微咨询[attachment=126398] ){XG%nC 1R"ymWg" IQCIc@5
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