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2024-06-17 08:14 |
《OptiBPM入门教程》
前 言 '(6z.
toQ TT%M'5& 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。 5{TsiZh4 qfF~D0} 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。 RIR\']WN ?9vuuIE 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。
IuDS*/Sx +D6YR$_< 本书详细描述了各类光波导模型的创建以及分析方法,旨在帮助OptiBPM软件初学者快速学会常用的软件功能。本书主要参考OptiWave公司发布的案例以及相关操作手册翻译整理而成。 2F[ q). E#RDqL*J 本书第一章主要介绍了软件的安装方法以及软件的开发背景,第二~十三章,分别描述了如何创建以及分析常见的波导类器件,如MMI耦合器、MMI星形耦合器、3dB耦合器、电光调制器、Chip-to-Fiber对接耦合器、马赫泽德干涉仪等,并包含了创建各类波导的方法和分析方法,如参数扫描,脚本自定义等。第十四章主要描述了如何将OptiBPM设计的元器件,导入到OptiSystem(一款光通信系统模拟仿真软件)中做联合仿真,可以查看此元器件在光通信系统中的具体行为。 2F;y;l% ^^u5*n+5 《OptiBPM入门指南》,是由上海讯技光电工程师翻译整理而来,译者希望本书能够对OptiBPM的使用者有所帮助,通过学习后能够较好的掌握OptiBPM软件的基本使用方法。由于译者水平有限,书中错误纰漏之处在所难免,敬请同行读者批评和指正 .D~;u-%|F 上海讯技光电科技有限公司 2021年4月 O;Rqv E*&vy ;7*[Bcj. 目 录 t3WiomNCc 1 入门指南 4 F~ty!(c 1.1 OptiBPM安装及说明 4 U)TUOwF 1.2 OptiBPM简介 5 E,Z$pKL? 1.3 光波导介绍 8 @3i\%R)n; 1.4 快速入门 8 ]|pe>:gf' 2 创建一个简单的MMI耦合器 28 t|?ez4/{z 2.1 定义MMI耦合器材料 28 d7^}tM 2.2 定义布局设置 29 u~N?NW Q 2.3 创建一个MMI耦合器 31 HdI8f!X'TG 2.4 插入input plane 35 Z{.8^u1I 2.5 运行模拟 39 W.jGGt\<\ 2.6 在OptiBPM_Analyzer中查看模拟结果 43 QpH'PYy 3 创建一个单弯曲器件 44 $QF{iV@6d4 3.1 定义一个单弯曲器件 44 <\y@*fg+ 3.2 定义布局设置 45 *tFHM &a 3.3 创建一个弧形波导 46 ?5__oT 3.4 插入入射面 49 T wB}l 3.5 选择输出数据文件 53 Eh`7X=Z7E 3.6 运行模拟 54 2>9C-VL2 3.7 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 57 .~db4d] 4 创建一个MMI星形耦合器 60 _RYxD"my 4.1 定义MMI星形耦合器的材料 60 *-WpZGh 4.2 定义布局设置 61 *U- 4Sy 4.3 创建一个MMI星形耦合器 61 h8j.( 4.4 插入输入面 62 3Aip}<1 4.5 运行模拟 63 0JS?; fk 4.6 预览最大值 65 ' {OgN}'{ 4.7 绘制波导 69 G5_=H,Vmd 4.8 指定输出波导的路径 69 A|[?#S((] 4.9 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 71 1nM
#kJ" 4.10 添加输出波导并预览仿真结果 72 Z#jZRNU%ox 4.11 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 74 )* : gqN 5 基于VB脚本进行波长扫描 75 mUC)gA/ 5.1 定义波导材料 75 H'5)UX@LP 5.2 定义布局设置 76 G't$Qx,IC 5.3 创建波导 76 Jrf=@m\dk 5.4 修改输入平面 77 5pG}Yk_(x 5.5 指定波导的路径 78 5ta `%R_ 5.6 运行模拟 79 pad*oPH, 5.7 在OptiBPM_Simulator中预览模拟结果 81 %Xg4b6<9 5.8 应用VB脚本进行模拟 82 ssA`I<p # 5.9 在OptiBPM_Analyzer中查看模拟结果 84 9=M$AB 6 应用VB脚本设计一个3dB的耦合器 88 g/_5unI}u 6.1 定义3dB耦合器所需的材料 88 ]%SH> 6.2 定义布局结构 89 m 0C@G5 6.3 绘制并定位波导 91 hag$GX'2k 6.4 生成布局脚本 95 @7c?xQVd$ 6.5 插入和编辑输入面 97 6wRd<]C 6.6 运行模拟 98 l4YbK np] 6.7 修改布局脚本 100 N% B>M7-= 6.8 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 102 Es`Px_k 7 应用预定义扩散过程 104 F<1fX 7c 7.1 创建一个由钛在铌酸锂中扩散所形成的线性波导 104 nAato\mM 7.2 定义布局设置 106 G>=*yqo
7.3 设计波导 107 //MUeTxR 7.4 设置模拟参数 108 s^TZXCyF o 7.5 运行模拟 110 ?81c 4w 7.6 基于钛和镁在铌酸锂中的扩散,创建一个掩埋波导 111 3*bU6$|5FP 7.7 将模板以新的名称进行保存 111 >uB?rGcM 7.8 添加一个新的轮廓 111 zk+9'r`-D 7.9 创建上方的线性波导 112 -ad{tJV| 8 各向异性BPM 115 Q*cf( 8.1 定义材料 116 2.y-48Nz 8.2 创建轮廓 117 {WS;dX4 8.3 定义布局设置 118 ]0OR_'?, 8.4 创建线性波导 120 4@gG<QJW 8.5 设置模拟参数 121 3`?7<YJ 8.6 预览介电常数分量 122 S+6.ZZ9c 8.7 创建输入面 123 (E3b\lST 8.8 运行各向异性BPM模拟 124 \l0[rcEf 9 创建一个chip-to-fiber对接耦合器 127 V &T~zh1 9.1 定义chip-to-fiber对接耦合器的材料和波导 128 'oVx#w^mf 9.2 定义布局设置 130 A\DCW 9.3 创建一个chip-to-fiber对接耦合器 130 v/plpNVp> 9.4 编辑输入平面 132 >|=ts 9.5 设置模拟参数 134 5;WH:XM 9.6 运行模拟 135 4"ZP 'I; 10 电光调制器 138 nFCC St$ 10.1 定义电解质材料 139 (mB&m@-N 10.2 定义电极材料 140 VQ@ 10.3 定义轮廓 141
/maJtX' 10.4 绘制波导 144
K5 z<3+ 10.5 绘制电极 147 ?$pCsBDo 10.6 静电模拟 149 ATyEf5Id_ 10.7 电光模拟 151 ~8+ Zs 11 折射率(RI)扫描 155 y.k~Y0 11.1 定义材料和通道 155 4_lrg|X1 11.2 定义布局设置 157 wHLLu~m\ 11.3 绘制线性波导 160 TX/Xt7#R: 11.4 插入输入面 160 >:!5*E5? 11.5 创建脚本 161 w2c?.x 11.6 运行模拟 163 %;'s4ly 11.7 在OptiBPM_Analyzer中预览结果 163 T>Z<]s 12 应用用户自定义扩散轮廓 165 re<{
> 12.1 定义材料 165 |Ez>J+uye( 12.2 创建参考轮廓 166 Ax@$+/Z! 12.3 定义布局设置 166 IOH}x4 12.4 用户自定义轮廓 167 @mBQ?;qlK 12.5 根据参考轮廓检测用户自定义轮廓 170 0+ '&`Q!u 13 马赫-泽德干涉仪开关 172 !qg`/y9 13.1 定义材料 173 Zi
i 13.2 创建钛扩散轮廓 173 & .j&0WE 13.3 定义晶圆 174 _[3D 13.4 创建器件 175 w9imKVry 13.5 检查x-y切面的RI轮廓 177 qDIZJh 13.6 定义电极区域 178 3hH<T.@) V!=,0zy~Z [table=772][tr][td][table=712,#ffffff,,0][tr][td] 3"i-o$P 13.7 定义输入平面和模拟参数 18213.8 运行模拟 182 *fxG?}YT 13.9 创建脚本 18414 应用OptiBPM和OptiSystem进行光集成电路模拟-散射数据导出 186 ioCsV 14.1 理论背景 18614.2 波导Vertical Offset位置设置 189 ITBE|b 14.3 生成脚本数据 19014.4 导出散射数据 193 Y.UFbrv 14.5 创建臂 19414.6 在OptiSystem内加载*.s文件 197 zw[m9N5\h 14.7 加载两个臂的文件 20014.8 在OptiSystem内完成布局 201 Avc%2+ 14.9 连接元件 20214.10 运行模拟 203 x9g#<2w8 14.11 创建图以查看结果 204 ND;#7/$> t:Q*gWRh 有兴趣可以扫码加微联系[attachment=129018]
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