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2024-02-23 11:27 |
《OptiBPM入门教程》
前 言 LCKV>3+_# ,<P
vovg_ 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 Fq<A 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*_ 3bH'H*2
上海讯技光电科技有限公司 2021年4月 K
Z91- y?? XIsF 目 录 WP'!*[z 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.xnO cOH! 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
}$i? 11.5 创建脚本 161 _xhax+,! ~ 11.6 运行模拟 163 Uz]|N6` 11.7 在OptiBPM_Analyzer中预览结果 163 H9e<v4c 12 应用用户自定义扩散轮廓 165 G" "ZI$` 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 7HYwLG:\~ 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 ~((O8@}J dG ?*y
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