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infotek 2024-02-23 11:27

《OptiBPM入门教程》

前  言 LCKV>3+_#  
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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。 Q\7h`d%)  
qt"m  
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。 wE`]7mA  
p]+Pkxz]'  
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。 H40p86@M  
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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。 I-(zaqp@  
v$wIm,j  
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。 qqY"*uJ'  
!?h;wR  
《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 `d`T*_  
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上海讯技光电科技有限公司
2021年4月 K Z91-  
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目 录
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1 入门指南 4 dcN22A3  
1.1 OptiBPM安装及说明 4 dkTX  
1.2 OptiBPM简介 5 +\ .Lp 5  
1.3 光波导介绍 8 hnhd{$2Z  
1.4 快速入门 8 [hv~o~q  
2 创建一个简单的MMI耦合器 28 0 /U{p,r6`  
2.1 定义MMI耦合器材料 28 \Uq(Zga4)  
2.2 定义布局设置 29 i<Zc"v;  
2.3 创建一个MMI耦合器 31 '7 @zGk##(  
2.4 插入input plane 35 4vB<fPN  
2.5 运行模拟 39 S_UIO.K  
2.6 在OptiBPM_Analyzer中查看模拟结果 43 yN(%-u"  
3 创建一个单弯曲器件 44 A$0fKko  
3.1 定义一个单弯曲器件 44 +',S]Edx  
3.2 定义布局设置 45 u\;C;I-? '  
3.3 创建一个弧形波导 46 +a{1)nCXe  
3.4 插入入射面 49 k,+0u/I  
3.5 选择输出数据文件 53 KB(8f*  
3.6 运行模拟 54 1\2no{Vh  
3.7 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 57 h J)h\  
4 创建一个MMI星形耦合器 60 JU&c.p /  
4.1 定义MMI星形耦合器的材料 60 HY:o+ciH'  
4.2 定义布局设置 61 w+u3*/Zf  
4.3 创建一个MMI星形耦合器 61 ,R* ]>'  
4.4 插入输入面 62 M!D3}JRm  
4.5 运行模拟 63 ` 7V]y -  
4.6 预览最大值 65 .Vvx,>>D  
4.7 绘制波导 69 Ean5b>\  
4.8 指定输出波导的路径 69 ,(^*+G.i  
4.9 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 71 ^o&. fQ*  
4.10 添加输出波导并预览仿真结果 72 ;+ hH  
4.11 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 74 M gi,$H  
5 基于VB脚本进行波长扫描 75 BuXqd[;K%  
5.1 定义波导材料 75 s R/F"  
5.2 定义布局设置 76 N2<!}Eyu  
5.3 创建波导 76 P8/0H(,  
5.4 修改输入平面 77 z[qDkL  
5.5 指定波导的路径 78 oV78Hq6  
5.6 运行模拟 79 ^>v+( z5R  
5.7 在OptiBPM_Simulator中预览模拟结果 81 T%*D~=fQ'  
5.8 应用VB脚本进行模拟 82 d)Y}>@:W  
5.9 在OptiBPM_Analyzer中查看模拟结果 84 \bvfEP  
6 应用VB脚本设计一个3dB的耦合器 88 |[b{)s?x  
6.1 定义3dB耦合器所需的材料 88 5vnrA'BhBU  
6.2 定义布局结构 89 0*{%=M  
6.3 绘制并定位波导 91 ^v7gIC  
6.4 生成布局脚本 95 RPL:-  
6.5 插入和编辑输入面 97 )oPBa  
6.6 运行模拟 98 hf&9uHN%7m  
6.7 修改布局脚本 100 ml }{|Yz  
6.8 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 102 Y9XEP7  
7 应用预定义扩散过程 104 1\I}2;  
7.1 创建一个由钛在铌酸锂中扩散所形成的线性波导 104 AFE~ v\Gz  
7.2 定义布局设置 106 LyFN.2qw  
7.3 设计波导 107 +A?U{q  
7.4 设置模拟参数 108 WX3-\Y5E  
7.5 运行模拟 110 89(Q1R ?:  
7.6 基于钛和镁在铌酸锂中的扩散,创建一个掩埋波导 111 Z=vU}S>r|v  
7.7 将模板以新的名称进行保存 111 =]0&i]z[.  
7.8 添加一个新的轮廓 111 m^;f(IK5  
7.9 创建上方的线性波导 112 "oO%`:pb  
8 各向异性BPM 115 =U?dbSf1*  
8.1 定义材料 116 M[,@{u/  
8.2 创建轮廓 117 -m~#Bq  
8.3 定义布局设置 118 u;2[AQ.  
8.4 创建线性波导 120 #!+:!_45  
8.5 设置模拟参数 121 4 "'~NvO  
8.6 预览介电常数分量 122 f9{Rb/l!BQ  
8.7 创建输入面 123 u.xnOcOH!  
8.8 运行各向异性BPM模拟 124 'm kLCS  
9 创建一个chip-to-fiber对接耦合器 127 1#+S+g@#  
9.1 定义chip-to-fiber对接耦合器的材料和波导 128 49HZ2`Y  
9.2 定义布局设置 130 5VU2[ \  
9.3 创建一个chip-to-fiber对接耦合器 130 t\7[f >  
9.4 编辑输入平面 132 r3UUlR/Do  
9.5 设置模拟参数 134 /f;~X"!  
9.6 运行模拟 135 h2fNuu"  
10 电光调制器 138 < h *4Q  
10.1 定义电解质材料 139 Qq|57X)P*  
10.2 定义电极材料 140 O3kA;[f;  
10.3 定义轮廓 141 YT(AUS5n  
10.4 绘制波导 144 j|#Bo:2km  
10.5 绘制电极 147 ,Ko!$29[  
10.6 静电模拟 149 -e:`|(Mo  
10.7 电光模拟 151 >pe.oxY  
11 折射率(RI)扫描 155 o!A+&{  
11.1 定义材料和通道 155 JZyAXm%  
11.2 定义布局设置 157 A2Gevj?F$  
11.3 绘制线性波导 160 [`7ThHX  
11.4 插入输入面 160 zy }$i?  
11.5 创建脚本 161 _xhax+,! ~  
11.6 运行模拟 163 Uz]|N6`  
11.7 在OptiBPM_Analyzer中预览结果 163 H9e<v4 c  
12 应用用户自定义扩散轮廓 165 G" "ZI$`  
12.1 定义材料 165 U-M>=3|N  
12.2 创建参考轮廓 166 8bld3p"^  
12.3 定义布局设置 166 U # qK.  
12.4 用户自定义轮廓 167 E~"y$Fqe  
12.5 根据参考轮廓检测用户自定义轮廓 170 }*]-jWt1J\  
13 马赫-泽德干涉仪开关 172 O :Tj"@h  
13.1 定义材料 173 ~Z' ?LV<t  
13.2 创建钛扩散轮廓 173 TuaBm1S{f  
13.3 定义晶圆 174 EXqE~afm2  
13.4 创建器件 175 f ) L  
13.5 检查x-y切面的RI轮廓 177 0<@@?G  
13.6 定义电极区域 178 },-H"Qs  
13.7 定义输入平面和模拟参数 182 .%  
13.8 运行模拟 182 &Au@S$ij  
13.9 创建脚本 184 5:_}zu|!u  
14 应用OptiBPM和OptiSystem进行光集成电路模拟-散射数据导出 186 b4N[)%@  
14.1 理论背景 186 IW] rb/H  
14.2 波导Vertical Offset位置设置 189 CRy|kkT  
14.3 生成脚本数据 190 :^h$AWR^f  
14.4 导出散射数据 193 \qJXF|z<K  
14.5 创建臂 194 ]:J$w]\  
14.6 在OptiSystem内加载*.s文件 197 7 HYwLG:\~  
14.7 加载两个臂的文件 200 uQKT  
14.8 在OptiSystem内完成布局 201 bV3|6]k^  
14.9 连接元件 202 Cq~dp/V  
14.10 运行模拟 203 b@hqz!)l`  
14.11 创建图以查看结果 204 SXP]%{@ R/  
有兴趣可以扫码加微咨询[attachment=126398] :gFx{*xN/9  
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