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infotek 2024-03-21 09:23

光波导、耦合《OptiBPM入门教程》

前  言 Cw{#(xX  
&P3B  
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。 >K\ 79<x|  
d; #9xD'  
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。 8gC(N3/E"  
QHs=Zh;"  
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。 N83RsL "}_  
d+T]EpQJ*  
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。 e^'?:j  
f| 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。 ;8 McG83  
f`Wfw3  
《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 5!nZvv  
wuYo@DDU#  
上海讯技光电科技有限公司
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目 录
$E7yJ|p{  
1 入门指南 4 Xkv>@7ec  
1.1 OptiBPM安装及说明 4 BC$In!  
1.2 OptiBPM简介 5 I:6xDDpZG`  
1.3 光波导介绍 8 rW\~sTH  
1.4 快速入门 8 B8s|VI  
2 创建一个简单的MMI耦合器 28 Fah}#,  
2.1 定义MMI耦合器材料 28 6  09=o+  
2.2 定义布局设置 29 W)4xO>ck*3  
2.3 创建一个MMI耦合器 31 LnJ7i"Q  
2.4 插入input plane 35 3F.O0Vz  
2.5 运行模拟 39 +V'r >C:  
2.6 在OptiBPM_Analyzer中查看模拟结果 43 jB1\L<P  
3 创建一个单弯曲器件 44 Rkm7"dO0  
3.1 定义一个单弯曲器件 44 V)(pe #P  
3.2 定义布局设置 45 ;,4J:zvZdQ  
3.3 创建一个弧形波导 46 Y#t"..mc'  
3.4 插入入射面 49 >8AtT=}w  
3.5 选择输出数据文件 53 *E. 2R{  
3.6 运行模拟 54 gSe{ S  
3.7 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 57 l%w7N9  
4 创建一个MMI星形耦合器 60 e1/|PgT(KM  
4.1 定义MMI星形耦合器的材料 60 Ow^%n(Ezh  
4.2 定义布局设置 61 X r)d;@yi  
4.3 创建一个MMI星形耦合器 61 `GDYL7pM(  
4.4 插入输入面 62 ',&MYm\  
4.5 运行模拟 63 {(MG: B  
4.6 预览最大值 65 Y-{spTI  
4.7 绘制波导 69 11-uJVO~*  
4.8 指定输出波导的路径 69 ih;TQ!c+b  
4.9 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 71 /6.b>|zF  
4.10 添加输出波导并预览仿真结果 72 QV 'y6m\  
4.11 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 74 ~w*ojI  
5 基于VB脚本进行波长扫描 75 6?iP z?5  
5.1 定义波导材料 75 :|A db\b  
5.2 定义布局设置 76 S8cFD):q  
5.3 创建波导 76 nagto^5X  
5.4 修改输入平面 77 Z)&HqqT3p  
5.5 指定波导的路径 78 U{}7:&As  
5.6 运行模拟 79 2M1mdkP3  
5.7 在OptiBPM_Simulator中预览模拟结果 81 F>Oh)VL,Ev  
5.8 应用VB脚本进行模拟 82 .KLuGb 3JJ  
5.9 在OptiBPM_Analyzer中查看模拟结果 84 MtB:H*pM  
6 应用VB脚本设计一个3dB的耦合器 88 3//v{ce1]  
6.1 定义3dB耦合器所需的材料 88 CyU>S}t  
6.2 定义布局结构 89 24Tw1'mW  
6.3 绘制并定位波导 91 ujh4cp  
6.4 生成布局脚本 95 ~zX5}U<R  
6.5 插入和编辑输入面 97 %jf gncW  
6.6 运行模拟 98 .WPqK >79|  
6.7 修改布局脚本 100 ~S6N'$^  
6.8 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 102 e_;6UZ+  
7 应用预定义扩散过程 104 .0ZvCv:>  
7.1 创建一个由钛在铌酸锂中扩散所形成的线性波导 104 $ g^;*>yr  
7.2 定义布局设置 106 `qgJE_GC  
7.3 设计波导 107 Fo=6A[J  
7.4 设置模拟参数 108 q'r3a+  
7.5 运行模拟 110 iau&k `b`  
7.6 基于钛和镁在铌酸锂中的扩散,创建一个掩埋波导 111 [)u(\nfGX  
7.7 将模板以新的名称进行保存 111 zK92:+^C   
7.8 添加一个新的轮廓 111 {cI<4><  
7.9 创建上方的线性波导 112 ,m8*uCf  
8 各向异性BPM 115 u"T^DrRlQ  
8.1 定义材料 116 I$LO0avvH2  
8.2 创建轮廓 117 5b'S~Qj#r$  
8.3 定义布局设置 118 3Cl9,Z"&6$  
8.4 创建线性波导 120 5=986ci$U  
8.5 设置模拟参数 121 u\wd<<I']  
8.6 预览介电常数分量 122 y^rg%RV  
8.7 创建输入面 123 jayoARUB  
8.8 运行各向异性BPM模拟 124 8IH gsW";  
9 创建一个chip-to-fiber对接耦合器 127 PsnU5f)`  
9.1 定义chip-to-fiber对接耦合器的材料和波导 128 -tdG} Gu  
9.2 定义布局设置 130 co80M;4  
9.3 创建一个chip-to-fiber对接耦合器 130 9R[','x  
9.4 编辑输入平面 132 LfApVUm  
9.5 设置模拟参数 134 LNE[c  
9.6 运行模拟 135 ' ^^K#f8  
10 电光调制器 138 -`UlntEdZ:  
10.1 定义电解质材料 139 5XHkRcESZ  
10.2 定义电极材料 140 (c2\:hvy  
10.3 定义轮廓 141 ^'4uTbxP_!  
10.4 绘制波导 144 #VE$C3<  
10.5 绘制电极 147 Se`N5hQ  
10.6 静电模拟 149 R2`g?5v  
10.7 电光模拟 151 Sq,ty{j2%  
11 折射率(RI)扫描 155 gi>_>zStv  
11.1 定义材料和通道 155 B vc=gW  
11.2 定义布局设置 157 EYG E#C; d  
11.3 绘制线性波导 160 Zto E= 7K  
11.4 插入输入面 160 }0RFo96) v  
11.5 创建脚本 161 {eEWfMKIn  
11.6 运行模拟 163 '=.Uz3D'0  
11.7 在OptiBPM_Analyzer中预览结果 163 [#Vr)\n  
12 应用用户自定义扩散轮廓 165 UD`Z;F  
12.1 定义材料 165 *Mc\7D  
12.2 创建参考轮廓 166 OvG0UXRU  
12.3 定义布局设置 166  F`.7_D  
12.4 用户自定义轮廓 167 Wp3l>:  
12.5 根据参考轮廓检测用户自定义轮廓 170 m!g8@YI  
13 马赫-泽德干涉仪开关 172 :<8V2  
13.1 定义材料 173 #>B1$(@  
13.2 创建钛扩散轮廓 173 #U D  
13.3 定义晶圆 174 nn:pf1  
13.4 创建器件 175 Y{|yB  
13.5 检查x-y切面的RI轮廓 177 J*X.0&Toc  
13.6 定义电极区域 178 ^)l@7XxD  
T+h{Aeg  
13.7 定义输入平面和模拟参数 182 reJ?38(  
13.8 运行模拟 182 H> iZVE  
13.9 创建脚本 184 MToQ8qKs  
14 应用OptiBPM和OptiSystem进行光集成电路模拟-散射数据导出 186 ,{*fOpn  
14.1 理论背景 186 9z/_`Xd_  
14.2 波导Vertical Offset位置设置 189 5q`)jd!*)  
14.3 生成脚本数据 190 2(/ /slP  
14.4 导出散射数据 193 0\nhg5]?  
14.5 创建臂 194 l:yAgm`  
14.6 在OptiSystem内加载*.s文件 197 ^3o8F  
14.7 加载两个臂的文件 200 [+,U0OV,  
14.8 在OptiSystem内完成布局 201 k.[) R@0%  
14.9 连接元件 202 "mDrJTWa  
14.10 运行模拟 203 e*6` dz@  
14.11 创建图以查看结果 204 (kyo?3  
C*e[CP@u  
有兴趣可以扫码加微联系 t>@3RBEK  
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