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2024-02-23 11:27 |
《OptiBPM入门教程》
前 言 1M5 -pZ[D |qUrEGjiSS 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。 >]$aoA# |HbEk[?^s OptiBPM是基于光束传输算法(BPM-矢量BPM、半矢量BPM以及标量BPM)来模拟光通过任意波导介质(各向同性与各向异性)。并可使用合适的数值方法,如Crank-Nicholson方法和Scheme Parameter以及ADI,来进行计算,计算过程中可以使用合适的边界条件,如TBC和PML边界条件,以完成整个波导结构的仿真和分析,获得任意位置处的电磁场分布。 ey1Z/| Z!\@%`0$ 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。 :EHQ .^ 'F_}xMU 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。 iBbbr, [8]m8=n 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。 c~tAvDX }B)jq`a?|\ 《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 } p'8w\C$ n6f3H\/P&
上海讯技光电科技有限公司 2021年4月 l]5% [&VxaJ("3 目 录 ?SX_gYe9 1 入门指南 4 'DAltr< 1.1 OptiBPM安装及说明 4 sbla`6Fb 1.2 OptiBPM简介 5 0=[0|`x 1.3 光波导介绍 8 Q=+8/b 1.4 快速入门 8 J?jeYW 2 创建一个简单的MMI耦合器 28 hx!`F 2.1 定义MMI耦合器材料 28 vjTwv+B" 2.2 定义布局设置 29 ]h@{6N'oNS 2.3 创建一个MMI耦合器 31 9*p G?3*I 2.4 插入input plane 35 !<Z{@7oH 2.5 运行模拟 39 `"Dy%&U 2.6 在OptiBPM_Analyzer中查看模拟结果 43 _T~H[&Hl 3 创建一个单弯曲器件 44 3?ba
1F0Nw 3.1 定义一个单弯曲器件 44 i$O#%12l 3.2 定义布局设置 45 QkX@QQT? 3.3 创建一个弧形波导 46 V\zsDP 3.4 插入入射面 49 N(R,8GF5G 3.5 选择输出数据文件 53 i QqbzOY 3.6 运行模拟 54 $FCw$ +w 3.7 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 57 N1?
iiv 4 创建一个MMI星形耦合器 60 q3\!$IM. 4.1 定义MMI星形耦合器的材料 60 kPJ~X0Fr{t 4.2 定义布局设置 61 b\L)m ( 4.3 创建一个MMI星形耦合器 61 (46U|P(v 4.4 插入输入面 62 )6G+ tU' 4.5 运行模拟 63 =eYO;l
y3 4.6 预览最大值 65 >4'21,q 4.7 绘制波导 69 n\~yX<;X3 4.8 指定输出波导的路径 69 I"V3+2e 4.9 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 71 Mcb<[~m 4.10 添加输出波导并预览仿真结果 72 7xDN.o*> 4.11 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 74 b-b;7a\N 5 基于VB脚本进行波长扫描 75 w:R]!e_6\9 5.1 定义波导材料 75 SRk7gfP*q 5.2 定义布局设置 76 APuu_!ez1 5.3 创建波导 76 6SAQDE 5.4 修改输入平面 77 Na;t#, 5.5 指定波导的路径 78 v<fWc971 5.6 运行模拟 79 /O"0L/hc^ 5.7 在OptiBPM_Simulator中预览模拟结果 81 %0(>!SY 5.8 应用VB脚本进行模拟 82 !L$oAqW 5.9 在OptiBPM_Analyzer中查看模拟结果 84 Bcm=G"" 6 应用VB脚本设计一个3dB的耦合器 88 +2(PcJR~ 6.1 定义3dB耦合器所需的材料 88 \]GGVI;u 6.2 定义布局结构 89 qid1b
b 6.3 绘制并定位波导 91 5oa]dco 6.4 生成布局脚本 95 ^ N_`^m 6.5 插入和编辑输入面 97 e)og4 6.6 运行模拟 98 -9i+@%{/ 6.7 修改布局脚本 100 ]=pWZ~A 6.8 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 102 ?(M\:`G' 7 应用预定义扩散过程 104 >,w P!;dh 7.1 创建一个由钛在铌酸锂中扩散所形成的线性波导 104 pb=HVjW< 7.2 定义布局设置 106 U#l.E1Z 7.3 设计波导 107 CY\mU_.b 7.4 设置模拟参数 108 t9n'! 7.5 运行模拟 110 "p2u+ 8? 7.6 基于钛和镁在铌酸锂中的扩散,创建一个掩埋波导 111 7dx4~dF 7.7 将模板以新的名称进行保存 111 BC&^]M 7.8 添加一个新的轮廓 111 ;WPI+`- 7.9 创建上方的线性波导 112 IT7:QEfKU 8 各向异性BPM 115 ~l@%=/m 8.1 定义材料 116 -y<rM0"NE 8.2 创建轮廓 117 s={X-H< 2 8.3 定义布局设置 118 {)GQV`y 8.4 创建线性波导 120 m
R"9&wq 8.5 设置模拟参数 121 ]n/jJ_[ 8.6 预览介电常数分量 122 F.&*D~f 8.7 创建输入面 123 0$(jBnE 8.8 运行各向异性BPM模拟 124 *+# k{D, 9 创建一个chip-to-fiber对接耦合器 127 13]y)( 9.1 定义chip-to-fiber对接耦合器的材料和波导 128 *,_2hvlz 9.2 定义布局设置 130 |c
BHBd 9.3 创建一个chip-to-fiber对接耦合器 130 U@MOvW) 9.4 编辑输入平面 132 X]>[Qz)K^ 9.5 设置模拟参数 134 M |aQ)ivh3 9.6 运行模拟 135 96k(XLR 10 电光调制器 138 zh?xIpY 10.1 定义电解质材料 139 7E@$}&E 10.2 定义电极材料 140 D DZTqsws 10.3 定义轮廓 141 P/HHWiD`D 10.4 绘制波导 144 r{c5dQ
10.5 绘制电极 147 0!)U *+j, 10.6 静电模拟 149 puk4D 10.7 电光模拟 151 3<yCe%I: 11 折射率(RI)扫描 155 4_Tb)?L+: 11.1 定义材料和通道 155 VN1#8{ 11.2 定义布局设置 157 nT(!HDH 11.3 绘制线性波导 160 F5Cqv0HV 11.4 插入输入面 160 \Gv- sA 11.5 创建脚本 161 ..sJtA8 11.6 运行模拟 163 6B4hSqjh 11.7 在OptiBPM_Analyzer中预览结果 163 7UY('Q[ 12 应用用户自定义扩散轮廓 165 S;G"L$&\ 12.1 定义材料 165 r< N-A?a 12.2 创建参考轮廓 166 i@sCMCu6 12.3 定义布局设置 166 4"rb&$E 12.4 用户自定义轮廓 167 >IR`] 12.5 根据参考轮廓检测用户自定义轮廓 170 GA}hp% 13 马赫-泽德干涉仪开关 172 9G=A)j 13.1 定义材料 173 \r)_- 13.2 创建钛扩散轮廓 173 "@F*$JGT y 13.3 定义晶圆 174 jauc*347 13.4 创建器件 175 UzP@{? 13.5 检查x-y切面的RI轮廓 177 ci#Zvhtkr 13.6 定义电极区域 178 =Td#2V;0 13.7 定义输入平面和模拟参数 182 *=r@vQ 13.8 运行模拟 182 S+4I[|T]Y 13.9 创建脚本 184 )L&n)w 14 应用OptiBPM和OptiSystem进行光集成电路模拟-散射数据导出 186 _CYmG"mY 14.1 理论背景 186 :K
a^ 14.2 波导Vertical Offset位置设置 189 %`8KG(F^ 14.3 生成脚本数据 190 D"1vw<Ak 14.4 导出散射数据 193 d7n4zx1Hh 14.5 创建臂 194 KR+ aY. 14.6 在OptiSystem内加载*.s文件 197 )4 VLm 14.7 加载两个臂的文件 200 A@fshWrl% 14.8 在OptiSystem内完成布局 201 1`7]C+Pv 14.9 连接元件 202 q|de*~@-P 14.10 运行模拟 203 e%5'(V-y, 14.11 创建图以查看结果 204 @9
qzn&A 有兴趣可以扫码加微咨询[attachment=126398] NG4eEnic!a &z1| {g23[$X]N
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