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2024-06-17 08:14 |
《OptiBPM入门教程》
前 言 *TW=/+j }Y(]6$uS 随着时代的发展,人们对光网络带宽的需求越来越高,光通信网络也越来越复杂。各类光通信系统中,存在着许多的波导类元件,如分束器,耦合器,复用器,AWG等,这些元件在整个光通信系统中起着至关重要的作用。而此类光波导器件研发人员,可以使用OptiBPM来对相关的元器件进行模拟分析与设计,这可以大大降低时间成本和物料成本。 ;|%dY{L- Zx }&c |Q OptiBPM是基于光束传输算法(BPM-矢量BPM、半矢量BPM以及标量BPM)来模拟光通过任意波导介质(各向同性与各向异性)。并可使用合适的数值方法,如Crank-Nicholson方法和Scheme Parameter以及ADI,来进行计算,计算过程中可以使用合适的边界条件,如TBC和PML边界条件,以完成整个波导结构的仿真和分析,获得任意位置处的电磁场分布。 "e3["' Myat{OF 通过OptiBPM,科研人员可以同时观察近场分布(包含幅度、相位等),检测辐射以及方向场(Guided Field)。OptiBPM能够提升科研人员在波导器件设计的效率,减小风险并降低整体研发产品成本。 XhzGLYb~I`
gE/Tj$ 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。 qr\!*\9 }0hL~i 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。 Yx'res4e 8$N8}q% 《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 z(uZF3 上海讯技光电科技有限公司 2021年4月 O^>jdl!TZ Z[!d*O%R_ _#e&t"@GS 目 录 ajl
2I/D 1 入门指南 4 73A)lU. 1.1 OptiBPM安装及说明 4 Rx36?/ 1.2 OptiBPM简介 5 $$Vt7"F 1.3 光波导介绍 8 `pZs T
^G[ 1.4 快速入门 8 $5`!Z%>/ 2 创建一个简单的MMI耦合器 28 fJ*:{48 2.1 定义MMI耦合器材料 28 aFiCZHohw 2.2 定义布局设置 29 ek aFN\ 2.3 创建一个MMI耦合器 31 inPJ2uBD\^ 2.4 插入input plane 35 TfxwVPX 2.5 运行模拟 39 !;@_VWR 2.6 在OptiBPM_Analyzer中查看模拟结果 43 h<l1]h+x 3 创建一个单弯曲器件 44 t-u|U(n 3.1 定义一个单弯曲器件 44 g3@Rl2yQJ 3.2 定义布局设置 45 a>4uiFiv 3.3 创建一个弧形波导 46 9_ICNG% 3.4 插入入射面 49 0rk]/--FGJ 3.5 选择输出数据文件 53 c9' ' 3.6 运行模拟 54 +YOKA* 3.7 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 57 kpwt]]e* 4 创建一个MMI星形耦合器 60 4W4kwU6D 4.1 定义MMI星形耦合器的材料 60 $m1<i?'m 4.2 定义布局设置 61 1RLY $M 4.3 创建一个MMI星形耦合器 61 <O?y-$~ 4.4 插入输入面 62 FFhtj(hVgc 4.5 运行模拟 63 ;wiao(t>4N 4.6 预览最大值 65 7x]4`#u 4.7 绘制波导 69 ?71+f{s 4.8 指定输出波导的路径 69 <q)4la 4.9 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 71 Dq\ Jz~ 4.10 添加输出波导并预览仿真结果 72 T[k4lM 4.11 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 74 U;_[b"SW% 5 基于VB脚本进行波长扫描 75 wCMQPt)VS 5.1 定义波导材料 75 `i,_aFB| 5.2 定义布局设置 76 Hi!Jj 5.3 创建波导 76 K)7zKEp`cj 5.4 修改输入平面 77 P47V:E% 5.5 指定波导的路径 78 Bsf7mcXz7z 5.6 运行模拟 79 {P9J8@D 5.7 在OptiBPM_Simulator中预览模拟结果 81 >t,M 5.8 应用VB脚本进行模拟 82 s6*ilq1 5.9 在OptiBPM_Analyzer中查看模拟结果 84 {>3\N0e5 6 应用VB脚本设计一个3dB的耦合器 88 o!TQk{0 6.1 定义3dB耦合器所需的材料 88 e;bYaM4UX 6.2 定义布局结构 89 (w( 6.3 绘制并定位波导 91 _R|Ify#J 6.4 生成布局脚本 95 MmPU7Nl%X 6.5 插入和编辑输入面 97 4 PLk 6.6 运行模拟 98 :6 J +%(f 6.7 修改布局脚本 100 I7+9~5p 6.8 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 102 3H\w2V 7 应用预定义扩散过程 104 M`,~ mU 7.1 创建一个由钛在铌酸锂中扩散所形成的线性波导 104 m .IU ;cR 7.2 定义布局设置 106 _i_Q?w` 7.3 设计波导 107 rj]F87" 7.4 设置模拟参数 108 F~#zxwd 7.5 运行模拟 110 ql{(Lf$ 7.6 基于钛和镁在铌酸锂中的扩散,创建一个掩埋波导 111 ! hd</_# 7.7 将模板以新的名称进行保存 111 a/Q$cOs 7.8 添加一个新的轮廓 111 z@|dzvjl
Q 7.9 创建上方的线性波导 112 SEwku} 8 各向异性BPM 115 })xp%<` 8.1 定义材料 116 'XQ`g CF= 8.2 创建轮廓 117 v!3A9!. 8.3 定义布局设置 118 5[l8y, 8.4 创建线性波导 120 GY3 Wj 8.5 设置模拟参数 121 0|xIBg) 8.6 预览介电常数分量 122 'k;4 j|< 8.7 创建输入面 123 .JX EK 8.8 运行各向异性BPM模拟 124 XLk<*0tp 9 创建一个chip-to-fiber对接耦合器 127 C,V%B 9.1 定义chip-to-fiber对接耦合器的材料和波导 128 'X).y1' 9.2 定义布局设置 130 4EI7W,y 9.3 创建一个chip-to-fiber对接耦合器 130 A61^[Y,dX_ 9.4 编辑输入平面 132 c5q9LQ/ 9.5 设置模拟参数 134 DBLk!~IF 9.6 运行模拟 135 #?MY&hdU9 10 电光调制器 138 >FjR9B 10.1 定义电解质材料 139 w&$d* E 10.2 定义电极材料 140 .Ig+Dj{) 10.3 定义轮廓 141 #1c]PX 10.4 绘制波导 144 mC&=X6Q] 10.5 绘制电极 147 <H3ezv1M 10.6 静电模拟 149 dF0,Y? 10.7 电光模拟 151 %98' @$:0 11 折射率(RI)扫描 155 &*G<a3Q 11.1 定义材料和通道 155 @J{m@ji{ 11.2 定义布局设置 157 "xcX'F^ 11.3 绘制线性波导 160 \y6OUM2y 11.4 插入输入面 160 2 &/v] 11.5 创建脚本 161 5Dp#u 11.6 运行模拟 163 sb:d>6 11.7 在OptiBPM_Analyzer中预览结果 163 rWys'uc 12 应用用户自定义扩散轮廓 165 OJT1d-5p 12.1 定义材料 165 ELrsx{p: 12.2 创建参考轮廓 166 nKR{ug>I) 12.3 定义布局设置 166 ERwHLA 12.4 用户自定义轮廓 167 i
8!zu!-0 12.5 根据参考轮廓检测用户自定义轮廓 170 (npj_s!.C) 13 马赫-泽德干涉仪开关 172 .)1_Ew 13.1 定义材料 173 Qjx?ri// 13.2 创建钛扩散轮廓 173 YDC mI@ 13.3 定义晶圆 174 G6VF>2 13.4 创建器件 175 (%iRaw7hp 13.5 检查x-y切面的RI轮廓 177 AE: Z+rM* 13.6 定义电极区域 178 G;>
_<22 u4z&!MT} [table=772][tr][td][table=712,#ffffff,,0][tr][td] =_j vk. 13.7 定义输入平面和模拟参数 18213.8 运行模拟 182 5tQ1fJze 13.9 创建脚本 18414 应用OptiBPM和OptiSystem进行光集成电路模拟-散射数据导出 186 f>'Y(dJ'W 14.1 理论背景 18614.2 波导Vertical Offset位置设置 189 "~UUx"Y 14.3 生成脚本数据 19014.4 导出散射数据 193 8x`.26p 14.5 创建臂 19414.6 在OptiSystem内加载*.s文件 197 Bwr3jV?S 14.7 加载两个臂的文件 20014.8 在OptiSystem内完成布局 201 yx V:!gl 14.9 连接元件 20214.10 运行模拟 203 FZreP.2)! 14.11 创建图以查看结果 204 bo.(zAz d0'JC* 有兴趣可以扫码加微联系[attachment=129018]
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