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2024-03-21 09:23 |
光波导、耦合《OptiBPM入门教程》
前 言 m{dyVE kDl4t]j 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`IG9 Rue|<d1 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。 33*d/%N9 yZ)aKwj%U 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。 EZumJ." #Y>%Dr& 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。 \"`>-v"h f"<@6Axq 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。 D6)Cjc>a giPo;z\c 《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 L[Yp\[#-q p6y0W`U
上海讯技光电科技有限公司 t^_{5 .>64h H 目 录 A~GtK\=; 1 入门指南 4 >{qK]xj 1.1 OptiBPM安装及说明 4 lH@E % 1.2 OptiBPM简介 5 _Z66[T+M 1.3 光波导介绍 8 !:O/|.+Vmf 1.4 快速入门 8 f,HzrHax 2 创建一个简单的MMI耦合器 28 m9<%v0r 2.1 定义MMI耦合器材料 28 }8F$&
AFt 2.2 定义布局设置 29 %3c| 2.3 创建一个MMI耦合器 31 DkF2R @ 2.4 插入input plane 35 hp]ng!I{\u 2.5 运行模拟 39 { .3 2.6 在OptiBPM_Analyzer中查看模拟结果 43 ,rB9esxic 3 创建一个单弯曲器件 44 jo;uR l 3.1 定义一个单弯曲器件 44 %][$y7 3.2 定义布局设置 45 U|Z>SE<k 3.3 创建一个弧形波导 46 =Kt9,d08x 3.4 插入入射面 49 /q"d`!h)w 3.5 选择输出数据文件 53 ,D@;i 3.6 运行模拟 54 H
MjeGO.i 3.7 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 57 ,8=`* 4 创建一个MMI星形耦合器 60 <f.>jjwFE 4.1 定义MMI星形耦合器的材料 60 yLgKS8b 4.2 定义布局设置 61 Y(
$Ji12 4.3 创建一个MMI星形耦合器 61 x*R8^BA]pR 4.4 插入输入面 62 ^/ DII`A 4.5 运行模拟 63 +r-dr>&H@ 4.6 预览最大值 65 U!\2K~ 4.7 绘制波导 69 q1TW?\pjb: 4.8 指定输出波导的路径 69 N$,/Q9h^ 4.9 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 71 lsB9;I^+x 4.10 添加输出波导并预览仿真结果 72 eN]>l 4.11 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 74 Hw?2XDv j 5 基于VB脚本进行波长扫描 75 K(Q]&&< 5.1 定义波导材料 75 oGJ*Rn)Z 5.2 定义布局设置 76 T}t E/ 5.3 创建波导 76 RrO0uadmn 5.4 修改输入平面 77 iF [?uF 5.5 指定波导的路径 78 LmXF`Y$ 5.6 运行模拟 79 KM/U?`6>: 5.7 在OptiBPM_Simulator中预览模拟结果 81 &}nBenYp 5.8 应用VB脚本进行模拟 82 xBL$]> 5.9 在OptiBPM_Analyzer中查看模拟结果 84 #
cN_ y 6 应用VB脚本设计一个3dB的耦合器 88 H}sS4[z 6.1 定义3dB耦合器所需的材料 88 \o:ELa HY 6.2 定义布局结构 89 tM^;?HL] 6.3 绘制并定位波导 91 Hbjb7Y?[ 6.4 生成布局脚本 95 =sE2}/g 6.5 插入和编辑输入面 97 JQ"`9RNb 6.6 运行模拟 98 ?E+:]j_ 6.7 修改布局脚本 100 jD ' 6.8 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 102 4fw1_pv_D 7 应用预定义扩散过程 104 80?6I%UB< 7.1 创建一个由钛在铌酸锂中扩散所形成的线性波导 104 wC(vr.,F 7.2 定义布局设置 106 >bfYy=/ 7.3 设计波导 107 ([,vX"4 7.4 设置模拟参数 108 r zM Fof 7.5 运行模拟 110 "U%n0r2 7.6 基于钛和镁在铌酸锂中的扩散,创建一个掩埋波导 111 >d8x<|D 7.7 将模板以新的名称进行保存 111 n+{HNr 7.8 添加一个新的轮廓 111 \~@[QGKN 7.9 创建上方的线性波导 112 x">W u2 8 各向异性BPM 115 (C`FicY 8.1 定义材料 116
""1#bs{n 8.2 创建轮廓 117 eg"=H50 8.3 定义布局设置 118 R^J.?>0 8.4 创建线性波导 120 7P<r`,~k- 8.5 设置模拟参数 121 [G{rHSK5tQ 8.6 预览介电常数分量 122 bZNIxkc[Dh 8.7 创建输入面 123 <w0NPrS] 8.8 运行各向异性BPM模拟 124 Zm%VG(l 9 创建一个chip-to-fiber对接耦合器 127 qwq/Xcv 9.1 定义chip-to-fiber对接耦合器的材料和波导 128 lx\qp`w 9.2 定义布局设置 130 ?HrK\f3wWO 9.3 创建一个chip-to-fiber对接耦合器 130 b8J@K" 9.4 编辑输入平面 132 yZYKwKG 9.5 设置模拟参数 134 P?9nTG 9.6 运行模拟 135 D
JLi ZS 10 电光调制器 138 L5"8G,I 10.1 定义电解质材料 139 yicO!:bM 10.2 定义电极材料 140 4. 1rJa 10.3 定义轮廓 141 $ A-+E\vQ@ 10.4 绘制波导 144 I
jZ]_*^! 10.5 绘制电极 147 +kjzn]}f 10.6 静电模拟 149 51I|0ly 10.7 电光模拟 151 d"#gO,H0 11 折射率(RI)扫描 155 p"Ot5!F> 11.1 定义材料和通道 155 &|v{#,ymeb 11.2 定义布局设置 157 Z?m
-&% 11.3 绘制线性波导 160 LnP3z5d( 11.4 插入输入面 160 0B=[80K;8 11.5 创建脚本 161 \Sg<='/{L; 11.6 运行模拟 163 ;mEwQ 11.7 在OptiBPM_Analyzer中预览结果 163 CY34X2F 12 应用用户自定义扩散轮廓 165 OnZF6yfN=3 12.1 定义材料 165 NF6X- ,cd 12.2 创建参考轮廓 166 41u*w2j 12.3 定义布局设置 166 k*5'L<& 12.4 用户自定义轮廓 167 >;
aCf#q 12.5 根据参考轮廓检测用户自定义轮廓 170 `/z_rqJ0CL 13 马赫-泽德干涉仪开关 172 o4$Ott%Wm 13.1 定义材料 173 {vs 4vS6 13.2 创建钛扩散轮廓 173 b9!.-^<8y 13.3 定义晶圆 174 94\t1fE 13.4 创建器件 175 &~RR&MdZ2 13.5 检查x-y切面的RI轮廓 177 ~@{w\%(AK] 13.6 定义电极区域 178 g3Z:{@m wZ#Rlv,3Wa 13.7 定义输入平面和模拟参数 182 #Mh{<gk%ax 13.8 运行模拟 182 Ab/j(xr= 13.9 创建脚本 184 A]7<'el= 14 应用OptiBPM和OptiSystem进行光集成电路模拟-散射数据导出 186 ?AEd(_a!q 14.1 理论背景 186 ]<1HM"D 14.2 波导Vertical Offset位置设置 189 # kyl?E 14.3 生成脚本数据 190 h;-a`@rO ; 14.4 导出散射数据 193 #O" 14.5 创建臂 194 BT]ua]T+ 14.6 在OptiSystem内加载*.s文件 197 /RGNAHtIi 14.7 加载两个臂的文件 200 g?B3!,!9 14.8 在OptiSystem内完成布局 201 :-?Ct 14.9 连接元件 202 ] /+D^6 14.10 运行模拟 203 qD#VbvRc9+ 14.11 创建图以查看结果 204 Y$g}XN*)E P.djd$# 有兴趣可以扫码加微联系 Z`Pd2VRp [attachment=127242]
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