infotek |
2024-03-21 09:23 |
光波导、耦合《OptiBPM入门教程》
前 言 figCeJ!W4 sfN6ro 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。 p>O>^R C5W}
o:jE 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。 ;QiSz=DyA RTEzcJ> 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。 AW XBk+ Zeeixg-1< 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。 wcd1.$ n !:N&tuJEv 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。 >7fNxQ 5*n3*rbU: 《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 ]W7e2:Hra YyF=u~l
上海讯技光电科技有限公司 yLDv/r y1FE +EX[ 目 录 HqZ3] 1 入门指南 4 $z"1&y) 1.1 OptiBPM安装及说明 4 wB~5&:]jr 1.2 OptiBPM简介 5 qkLp8/G>pO 1.3 光波导介绍 8 `E4+#_ v 1.4 快速入门 8 T+0Z2H 2 创建一个简单的MMI耦合器 28 "s6\l~+9l 2.1 定义MMI耦合器材料 28 {zri6P+s 2.2 定义布局设置 29 q0>@!1Wb 2.3 创建一个MMI耦合器 31 'H]&$AZ;@ 2.4 插入input plane 35 BwpSw\\?@ 2.5 运行模拟 39 6^'BhHP 2.6 在OptiBPM_Analyzer中查看模拟结果 43 y>5??q 3 创建一个单弯曲器件 44 3O'6 Ae 3.1 定义一个单弯曲器件 44 sgc pH 3.2 定义布局设置 45 T=kR!Gx 3.3 创建一个弧形波导 46 T08SGB] 3.4 插入入射面 49 *?-,=%,z/ 3.5 选择输出数据文件 53 FVgE^_ 3.6 运行模拟 54 z+k[HE^S 3.7 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 57 `L=d72: 4 创建一个MMI星形耦合器 60 zD9gE 4.1 定义MMI星形耦合器的材料 60 ZSUbPz 4.2 定义布局设置 61 ==?!z<I.d 4.3 创建一个MMI星形耦合器 61 KH~o0 W 4.4 插入输入面 62 X>$s>})Y 4.5 运行模拟 63 G%RL8HU 4.6 预览最大值 65 z
:q9~ 4.7 绘制波导 69 b":3J)Y6. 4.8 指定输出波导的路径 69 k-zkb2 4.9 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 71 ]'[(MH" 4.10 添加输出波导并预览仿真结果 72 CH ojF+e 4.11 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 74 `>
:^c 5 基于VB脚本进行波长扫描 75 gpe/ dfyJ9 5.1 定义波导材料 75 K!\$M BI 5.2 定义布局设置 76 M(8Mj[>>Rj 5.3 创建波导 76 :9O"?FE 5.4 修改输入平面 77 d`g)(* 5.5 指定波导的路径 78 3R=R k 5.6 运行模拟 79 TJhzyJ"t 5.7 在OptiBPM_Simulator中预览模拟结果 81 ^Fe%1Lnt 5.8 应用VB脚本进行模拟 82 ALOS>Bi& 5.9 在OptiBPM_Analyzer中查看模拟结果 84 'Wv`^{y <^ 6 应用VB脚本设计一个3dB的耦合器 88 }5??n~:*5 6.1 定义3dB耦合器所需的材料 88 43HZ)3!me 6.2 定义布局结构 89 Ul`~d
!3zH 6.3 绘制并定位波导 91 B9[eLh! 6.4 生成布局脚本 95 6zf3A:]&{ 6.5 插入和编辑输入面 97 L#}HeOEi[ 6.6 运行模拟 98 ,+Bp>=pvs 6.7 修改布局脚本 100 Bw`7ND}&
6.8 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 102 @|i
f^ 7 应用预定义扩散过程 104 >cV^f6fH 7.1 创建一个由钛在铌酸锂中扩散所形成的线性波导 104 A;'*>NS 7.2 定义布局设置 106 0]._|Ubn6) 7.3 设计波导 107 M#?^uu' 7.4 设置模拟参数 108 (=/%_jj 7.5 运行模拟 110 mx ]a@tu 7.6 基于钛和镁在铌酸锂中的扩散,创建一个掩埋波导 111 ET1>&l:. 7.7 将模板以新的名称进行保存 111 c'XvZNf .C 7.8 添加一个新的轮廓 111 -<jd/ 5 7.9 创建上方的线性波导 112 @8;0p 8 各向异性BPM 115 ?vd_8C2B 8.1 定义材料 116 XoZw8cY 8.2 创建轮廓 117 2=[de Qs 8.3 定义布局设置 118 (0cL!
N;; 8.4 创建线性波导 120 j0eGg:: 8.5 设置模拟参数 121 ee7{5 8.6 预览介电常数分量 122 n1mqe*Mvs/ 8.7 创建输入面 123 +kXj+2 8.8 运行各向异性BPM模拟 124 VY#:IE:T 9 创建一个chip-to-fiber对接耦合器 127 |rhCQ"H 9.1 定义chip-to-fiber对接耦合器的材料和波导 128 OSDx 9.2 定义布局设置 130 r'GD 9.3 创建一个chip-to-fiber对接耦合器 130 Tam\,j 9.4 编辑输入平面 132 - 2`D(xC 9.5 设置模拟参数 134 /;K?Y#mf~j 9.6 运行模拟 135 3!OO_ 10 电光调制器 138 O6Gg?j 10.1 定义电解质材料 139 1I1Z), 10.2 定义电极材料 140 ':[:12y[ 10.3 定义轮廓 141 aV6l"A] 10.4 绘制波导 144 uQYBq)p| 10.5 绘制电极 147 `"#0\Wh 10.6 静电模拟 149 Bp.z6x4 10.7 电光模拟 151 -$8M#n, 11 折射率(RI)扫描 155 Bv)4YU 11.1 定义材料和通道 155 4wa8Vw` 11.2 定义布局设置 157 ! 54(K6a[ 11.3 绘制线性波导 160 >d{O1by=d9 11.4 插入输入面 160 q7VpKfA:M 11.5 创建脚本 161 R'.YE;leBG 11.6 运行模拟 163 _]Ei,Ua 11.7 在OptiBPM_Analyzer中预览结果 163 G.}Ex!8R7_ 12 应用用户自定义扩散轮廓 165 _&~y{;)S 12.1 定义材料 165 ;44?`[oP 12.2 创建参考轮廓 166 2Y2J)5, 12.3 定义布局设置 166 G]T A7~VT 12.4 用户自定义轮廓 167 vcsMU|GGh 12.5 根据参考轮廓检测用户自定义轮廓 170 yU"'h[^ 13 马赫-泽德干涉仪开关 172 v.aSf`K 13.1 定义材料 173 )t/[z3rn 13.2 创建钛扩散轮廓 173 %~ ROV>& 13.3 定义晶圆 174 fV`R7m. 13.4 创建器件 175 G#~6a%VW 13.5 检查x-y切面的RI轮廓 177 NUclF|G 13.6 定义电极区域 178 luEP5l2& dE_I=v 13.7 定义输入平面和模拟参数 182 aJ"Tt>Y[.~ 13.8 运行模拟 182 @$ea-fK?? 13.9 创建脚本 184 TN=MZ{L 14 应用OptiBPM和OptiSystem进行光集成电路模拟-散射数据导出 186 =}G `i** 14.1 理论背景 186 SLiQHWw*J 14.2 波导Vertical Offset位置设置 189 O0lQ1<= 14.3 生成脚本数据 190 _*.Wo"[%[X 14.4 导出散射数据 193 abvA*| 14.5 创建臂 194 9bDxml1 14.6 在OptiSystem内加载*.s文件 197 h2Pvj37 14.7 加载两个臂的文件 200 ) $wX~k 14.8 在OptiSystem内完成布局 201 p4|Zz:f 14.9 连接元件 202 b;[u=9ez 14.10 运行模拟 203 CDz-IQi 14.11 创建图以查看结果 204 ^<@9ph |VC/(A 有兴趣可以扫码加微联系 f"0{e9O]2 [attachment=127242]
|
|