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infotek 2024-03-21 09:23

光波导、耦合《OptiBPM入门教程》

前  言 4}D&=0IZ  
vULDKJNHX  
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。 ds(X[7XGW  
sB:e:PK  
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。 0* x ?rO?  
br88b`L  
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。 +>1Yp">?  
@8J*vY =e  
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。 )xc1Lsrr9  
IrRy1][Qr  
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。 JT}"CuC  
|b@`ykD  
《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 Z5rL.a&  
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上海讯技光电科技有限公司
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目 录
_Rj bm'kC  
1 入门指南 4 >Heuf"V  
1.1 OptiBPM安装及说明 4 6@0? ~  
1.2 OptiBPM简介 5 I@N/Y{y#  
1.3 光波导介绍 8 n=rmf*,?  
1.4 快速入门 8 Dp*:oMATx0  
2 创建一个简单的MMI耦合器 28 Ld:-S,2  
2.1 定义MMI耦合器材料 28 68~]_r.a  
2.2 定义布局设置 29 [EPRBK`=  
2.3 创建一个MMI耦合器 31 Xl$r720ZJr  
2.4 插入input plane 35 ( q*/=u  
2.5 运行模拟 39 rr1,Ijh{D  
2.6 在OptiBPM_Analyzer中查看模拟结果 43 %A `9[icy  
3 创建一个单弯曲器件 44 D@w&[IF  
3.1 定义一个单弯曲器件 44 A5fzyG   
3.2 定义布局设置 45 +tkm,>s  
3.3 创建一个弧形波导 46 }rVLWt  
3.4 插入入射面 49 l}S96B  
3.5 选择输出数据文件 53 <!W9E M  
3.6 运行模拟 54 !x-9A  
3.7 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 57 <vg|8-,#m  
4 创建一个MMI星形耦合器 60 :`yW^b  
4.1 定义MMI星形耦合器的材料 60 wMm+E "}W  
4.2 定义布局设置 61 2MXg)GBcU>  
4.3 创建一个MMI星形耦合器 61 +A 6kw%"  
4.4 插入输入面 62 s*CBYzOm  
4.5 运行模拟 63 Z~ q="CA4  
4.6 预览最大值 65 4. %/u@rAi  
4.7 绘制波导 69 Jk<b#SZ[b  
4.8 指定输出波导的路径 69 >r:z`^p  
4.9 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 71 xjDaA U,  
4.10 添加输出波导并预览仿真结果 72 [A uA<  
4.11 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 74 slA~k;K:_  
5 基于VB脚本进行波长扫描 75 {R~L7uR @O  
5.1 定义波导材料 75 U z)G Y  
5.2 定义布局设置 76 r_^]5C\  
5.3 创建波导 76 OJ\j6owA  
5.4 修改输入平面 77 -> 'q  
5.5 指定波导的路径 78 /ubGa6N  
5.6 运行模拟 79 kzKQ5i $G  
5.7 在OptiBPM_Simulator中预览模拟结果 81 gU@.IOg  
5.8 应用VB脚本进行模拟 82 ]x_14$rk  
5.9 在OptiBPM_Analyzer中查看模拟结果 84 z[+pN:47  
6 应用VB脚本设计一个3dB的耦合器 88 "8[Vb#=*e  
6.1 定义3dB耦合器所需的材料 88 gepYV}  
6.2 定义布局结构 89 .GDY J9vi  
6.3 绘制并定位波导 91 ,-1taS  
6.4 生成布局脚本 95 #=fd8}9  
6.5 插入和编辑输入面 97 XKBQH(  
6.6 运行模拟 98 :;3y^!  
6.7 修改布局脚本 100 o[G,~f\-  
6.8 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 102 Zg;Ht  
7 应用预定义扩散过程 104 Y,%G5X@S<  
7.1 创建一个由钛在铌酸锂中扩散所形成的线性波导 104 {M0pq3SL*t  
7.2 定义布局设置 106 wGpw+O  
7.3 设计波导 107 HX:^:pF}  
7.4 设置模拟参数 108 D7N` %A8   
7.5 运行模拟 110 K@=_&A!  
7.6 基于钛和镁在铌酸锂中的扩散,创建一个掩埋波导 111 (@*#Pn|A  
7.7 将模板以新的名称进行保存 111 ])T_&%  
7.8 添加一个新的轮廓 111 4[LzjC  
7.9 创建上方的线性波导 112 'l'[U  
8 各向异性BPM 115 p~u11rH  
8.1 定义材料 116 ~gbq^  
8.2 创建轮廓 117 "j+=py`  
8.3 定义布局设置 118 Y4/ !b  
8.4 创建线性波导 120 7G8M+i3q/  
8.5 设置模拟参数 121 1j^FNg ~  
8.6 预览介电常数分量 122  N5GQ2V  
8.7 创建输入面 123 A!5)$>!o  
8.8 运行各向异性BPM模拟 124 !eB&3J  
9 创建一个chip-to-fiber对接耦合器 127 aSNTm8SYX  
9.1 定义chip-to-fiber对接耦合器的材料和波导 128 /&'rQ`nd  
9.2 定义布局设置 130 !bD`2m[Q  
9.3 创建一个chip-to-fiber对接耦合器 130 )e:u 6]  
9.4 编辑输入平面 132 wkZ}o,{*:  
9.5 设置模拟参数 134 LMte,zs>  
9.6 运行模拟 135 K5q9u-7  
10 电光调制器 138 KbF,jm5  
10.1 定义电解质材料 139 }q@Jh*  
10.2 定义电极材料 140 uYwJ[1 C  
10.3 定义轮廓 141 xyTjK.N  
10.4 绘制波导 144 ,U/ZG|=v  
10.5 绘制电极 147 Q2/ZO2  
10.6 静电模拟 149 T#sKld  
10.7 电光模拟 151 }Pe0zx.Ge  
11 折射率(RI)扫描 155 U ()36  
11.1 定义材料和通道 155 wrW768WR  
11.2 定义布局设置 157 GKKf#r74  
11.3 绘制线性波导 160 0 /JusQ  
11.4 插入输入面 160 +3n07d  
11.5 创建脚本 161 ~nG?>  
11.6 运行模拟 163 s|Acv4| V  
11.7 在OptiBPM_Analyzer中预览结果 163 sIh,@b  
12 应用用户自定义扩散轮廓 165 !j?2HlIK+  
12.1 定义材料 165 { wx!~K  
12.2 创建参考轮廓 166 ]\<^rEU  
12.3 定义布局设置 166 QGnBNsAh  
12.4 用户自定义轮廓 167 <ibEo98  
12.5 根据参考轮廓检测用户自定义轮廓 170 Mrlv(1PQT  
13 马赫-泽德干涉仪开关 172 jE</a %  
13.1 定义材料 173 n-n{+ Dl!  
13.2 创建钛扩散轮廓 173 @bj3 N  
13.3 定义晶圆 174 mmG+"g$|  
13.4 创建器件 175 E=Z .v  
13.5 检查x-y切面的RI轮廓 177 LCRZ<?O[|  
13.6 定义电极区域 178 iWZrZ5l  
)xuvY3BPB?  
13.7 定义输入平面和模拟参数 182 14p <0BG  
13.8 运行模拟 182 U_HOfix  
13.9 创建脚本 184 P'6eK?  
14 应用OptiBPM和OptiSystem进行光集成电路模拟-散射数据导出 186 -&* 4~  
14.1 理论背景 186 7"`%-a$7  
14.2 波导Vertical Offset位置设置 189 195m0'zda  
14.3 生成脚本数据 190 gzthM8A  
14.4 导出散射数据 193 L}1|R*b  
14.5 创建臂 194 uMToVk`Uv  
14.6 在OptiSystem内加载*.s文件 197 s1xl*lKX%  
14.7 加载两个臂的文件 200 X rVF %  
14.8 在OptiSystem内完成布局 201 O!(M:.  
14.9 连接元件 202 B#_<?  
14.10 运行模拟 203 E}d@0C:  
14.11 创建图以查看结果 204 0[JJ  
{]/}3t  
有兴趣可以扫码加微联系 {f\/2k3  
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