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2024-03-21 09:23 |
光波导、耦合《OptiBPM入门教程》
前 言 b<78K5' na:^7:I 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。 }v,P3 N;pr: 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。 /l%qq*Ew % peb{i 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。 :I(gz~u6 BXw,Rz } 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。 )K3
vzX w=o m7%J@l 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。 A@AGu#W !Y(qpC:$ 《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 K05Y;URbd #e2 69FwN
上海讯技光电科技有限公司 5mVu]T` .: ;Hh~ 目 录 >&Q. .`q 1 入门指南 4 yP]W\W' 1.1 OptiBPM安装及说明 4 &YKzK)@ 1.2 OptiBPM简介 5 Q9zpX{JT 1.3 光波导介绍 8 zNJyF;3 1.4 快速入门 8 vqZM89xY 2 创建一个简单的MMI耦合器 28 G{=$/&St 2.1 定义MMI耦合器材料 28 y'/9KrV
T 2.2 定义布局设置 29 %k)I=| 2.3 创建一个MMI耦合器 31 7/!C 2.4 插入input plane 35 1A.\Ao 2.5 运行模拟 39 # |[@Due 2.6 在OptiBPM_Analyzer中查看模拟结果 43 c&(, 3 创建一个单弯曲器件 44 1*b%C"C 3.1 定义一个单弯曲器件 44 j=>Gfo 3.2 定义布局设置 45 xTm&`Xo 3.3 创建一个弧形波导 46 {_}"USS 3.4 插入入射面 49 " T=LHj E 3.5 选择输出数据文件 53 4FdH:os 3.6 运行模拟 54 (5;xs 3.7 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 57 FuBRb(I 4 创建一个MMI星形耦合器 60 H9!*DA<W 4.1 定义MMI星形耦合器的材料 60 `Db}q^mQ 4.2 定义布局设置 61 qrYeh`Mv 4.3 创建一个MMI星形耦合器 61 ?=rh= # 4.4 插入输入面 62 TY?io@ 4.5 运行模拟 63 L-dKZ8Q 4.6 预览最大值 65 "ZW*O{ 4.7 绘制波导 69 R~-q!nC 4.8 指定输出波导的路径 69 iO`f{?b 4.9 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 71 CZ}tQx5ga 4.10 添加输出波导并预览仿真结果 72 vdzC2T 4.11 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 74 }cmL{S 5 基于VB脚本进行波长扫描 75 r :-WfDz. 5.1 定义波导材料 75 Big-)7?
5.2 定义布局设置 76 p?nVPTh 5.3 创建波导 76 qChPT :a 5.4 修改输入平面 77 b1!%xdy_T 5.5 指定波导的路径 78 s:P-F0q!& 5.6 运行模拟 79 }clNXtN 5.7 在OptiBPM_Simulator中预览模拟结果 81 xw
Qkk 5.8 应用VB脚本进行模拟 82 v8N1fuP} 5.9 在OptiBPM_Analyzer中查看模拟结果 84 I9m 6 应用VB脚本设计一个3dB的耦合器 88 W>Kn*Dy8~ 6.1 定义3dB耦合器所需的材料 88 cG6+'=]3< 6.2 定义布局结构 89 r; !us~ 6.3 绘制并定位波导 91 >=Veu; A 6.4 生成布局脚本 95 |lY8u~% 6.5 插入和编辑输入面 97 '?t{-z, 6.6 运行模拟 98 enM 3 6.7 修改布局脚本 100 ppA8c6 6.8 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 102 7\lc aC@ 7 应用预定义扩散过程 104 8nM]G4H.f 7.1 创建一个由钛在铌酸锂中扩散所形成的线性波导 104 '#?hm-Ga 7.2 定义布局设置 106 5Z{[.&x 7.3 设计波导 107 Ye\%o[X 7.4 设置模拟参数 108 `h#JDcT;a 7.5 运行模拟 110 ><HXd+- sd 7.6 基于钛和镁在铌酸锂中的扩散,创建一个掩埋波导 111 59u7q( 7.7 将模板以新的名称进行保存 111 s!Vtwp9 7.8 添加一个新的轮廓 111 9UX-)! 7.9 创建上方的线性波导 112 ww*F}}( 8 各向异性BPM 115 a*`J]{3G 8.1 定义材料 116 EIAT*l :NW 8.2 创建轮廓 117 w:Vs$, 8.3 定义布局设置 118 ruVm8BO 8.4 创建线性波导 120 kJ
>B) 8.5 设置模拟参数 121 );vU=p"@ 8.6 预览介电常数分量 122 Ff30% 8.7 创建输入面 123 GS@ wG 8.8 运行各向异性BPM模拟 124 Gf>T{Q`,is 9 创建一个chip-to-fiber对接耦合器 127 mc$dR,
H0 9.1 定义chip-to-fiber对接耦合器的材料和波导 128 8dfx _kY`/ 9.2 定义布局设置 130 Bvwk6NBN 9.3 创建一个chip-to-fiber对接耦合器 130 O;r8l+ 9.4 编辑输入平面 132 dc *#?G6^ 9.5 设置模拟参数 134 ):\L#>:w 9.6 运行模拟 135 v{+*/NQ_ 10 电光调制器 138 ;lldxS 10.1 定义电解质材料 139 q4E{? 10.2 定义电极材料 140 Z|.. hZG 10.3 定义轮廓 141 ZtiOf}@i\ 10.4 绘制波导 144 TG($l2 10.5 绘制电极 147 3ul 10.6 静电模拟 149 azSS:=A 10.7 电光模拟 151 ;a|A1DmZ 11 折射率(RI)扫描 155 ;J<kG@ 11.1 定义材料和通道 155 KW)yTE< 11.2 定义布局设置 157 &' Ch[Wo]H 11.3 绘制线性波导 160 K>-m8.~\E 11.4 插入输入面 160 %u#pl=k} 11.5 创建脚本 161 ]yyfE7{q 11.6 运行模拟 163 n*V^Qf 11.7 在OptiBPM_Analyzer中预览结果 163 HV>W f"1 12 应用用户自定义扩散轮廓 165 /lUb9&yV 12.1 定义材料 165 [Gu]p& 12.2 创建参考轮廓 166 {.sF&(e 12.3 定义布局设置 166 vwg\qKqSM 12.4 用户自定义轮廓 167 &*0V!+#6 12.5 根据参考轮廓检测用户自定义轮廓 170 WZZD 13 马赫-泽德干涉仪开关 172 b]Jh0B~Y 13.1 定义材料 173 nt4> 9; 13.2 创建钛扩散轮廓 173 (mycUU% 13.3 定义晶圆 174
YEGXhn5E 13.4 创建器件 175 s)> ]'ii 13.5 检查x-y切面的RI轮廓 177 X"R;/tZ S4 13.6 定义电极区域 178 =,sMOJc> Z)HQlm 13.7 定义输入平面和模拟参数 182 aJ2-BRn 13.8 运行模拟 182 \Ew2@dF{O 13.9 创建脚本 184 1m&(3%#{ 14 应用OptiBPM和OptiSystem进行光集成电路模拟-散射数据导出 186 .DT1Jvl 14.1 理论背景 186 #fwG~Q( 14.2 波导Vertical Offset位置设置 189 (2S,0MHk 14.3 生成脚本数据 190 sI`Lsd'V 14.4 导出散射数据 193 b2z~C{l 14.5 创建臂 194 R|_?yV[ 14.6 在OptiSystem内加载*.s文件 197 atYm.qb 14.7 加载两个臂的文件 200 YoXXelO&
14.8 在OptiSystem内完成布局 201 4bmpMF- 14.9 连接元件 202 s+4G`mq>* 14.10 运行模拟 203 k38Ds_sW6d 14.11 创建图以查看结果 204 X)Kd'6zg ' e-FJ')| 有兴趣可以扫码加微联系 <53~Y [attachment=127242]
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