《OptiBPM入门教程》
前 言 z`.<U{5 <T` 7%$/E 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。 J{.{f Go5J%&E9 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。 [^WC lRF zJq~!#pZ 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。 q }i]'7 7x"R3 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。 z Xg3[orF 3+)J
@(a 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。 LdYB7T,
(ZS}G8 《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 +F R0(T &|s0P
上海讯技光电科技有限公司 2021年4月 `l\7+0W S]}nm 目 录 g#"zQv ON 1 入门指南 4 L O}@dL 1.1 OptiBPM安装及说明 4 iw3FA4{( 1.2 OptiBPM简介 5 }s7$7 1.3 光波导介绍 8 z6KCv(zvB 1.4 快速入门 8 A=$04<nP8! 2 创建一个简单的MMI耦合器 28 %6|nb:Oa 2.1 定义MMI耦合器材料 28 \ ZgE 2.2 定义布局设置 29 &C`Gg< 2.3 创建一个MMI耦合器 31 I,E?h?6Y 2.4 插入input plane 35 *z5.vtfu! 2.5 运行模拟 39 5#HW2"7 2.6 在OptiBPM_Analyzer中查看模拟结果 43 "IZa!eUW 3 创建一个单弯曲器件 44 ux=w!y;} 3.1 定义一个单弯曲器件 44 d6Ht2 3.2 定义布局设置 45 $h+1u$po 3.3 创建一个弧形波导 46 G"r1+# 3.4 插入入射面 49 Y4J3-wK5 3.5 选择输出数据文件 53 M,j U}yD3 3.6 运行模拟 54 +Zb;Vn4 3.7 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 57 w;%.2VJ 4 创建一个MMI星形耦合器 60 6|gCuT4 4.1 定义MMI星形耦合器的材料 60 sfpZc7 4.2 定义布局设置 61 k9<;woOBO 4.3 创建一个MMI星形耦合器 61 $jjfC 4.4 插入输入面 62 Xc =Y 4.5 运行模拟 63 9e<.lb^tP 4.6 预览最大值 65 V><,UI=,n 4.7 绘制波导 69 Me r/G2#& 4.8 指定输出波导的路径 69 qz"}g/;? 4.9 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 71 X1DF*wI 4.10 添加输出波导并预览仿真结果 72 E@z<:pG{ 4.11 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 74 Df}A^G >X 5 基于VB脚本进行波长扫描 75 #Vnkvvv 5.1 定义波导材料 75 ?fQ'^agq 5.2 定义布局设置 76 .6ylZ 5.3 创建波导 76 } +TORR? 5.4 修改输入平面 77 1D7nkAy 5.5 指定波导的路径 78 +vw\y 5.6 运行模拟 79 uF X#`^r` 5.7 在OptiBPM_Simulator中预览模拟结果 81 ]{sU&GqBLe 5.8 应用VB脚本进行模拟 82 034iK[ib" 5.9 在OptiBPM_Analyzer中查看模拟结果 84 >1.X*gi?- 6 应用VB脚本设计一个3dB的耦合器 88 Q{O+ 6.1 定义3dB耦合器所需的材料 88 5-FQMXgThc 6.2 定义布局结构 89 8^kGS-+^ 6.3 绘制并定位波导 91 )~GmU9f 6.4 生成布局脚本 95 ^a/gBC82x 6.5 插入和编辑输入面 97 sG(~^hJ_ 6.6 运行模拟 98 _F4Ii-6 6.7 修改布局脚本 100 7!evm;A 6.8 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 102 l^!
?@Kg,z 7 应用预定义扩散过程 104 C1V|0hu 7.1 创建一个由钛在铌酸锂中扩散所形成的线性波导 104 |5X^u+_ 7.2 定义布局设置 106 V )3KS- 7.3 设计波导 107 ]l;o}+`G 7.4 设置模拟参数 108 FVMD>=k 7.5 运行模拟 110 SU MrFd~ 7.6 基于钛和镁在铌酸锂中的扩散,创建一个掩埋波导 111 E7WK
( 7.7 将模板以新的名称进行保存 111 aEBu *`-j 7.8 添加一个新的轮廓 111 CLxynZ\ ; 7.9 创建上方的线性波导 112 To\QjP- 8 各向异性BPM 115 Fh)IgzFj 8.1 定义材料 116 5u,{6 8.2 创建轮廓 117 TeMHm?1^ 8.3 定义布局设置 118 eJrQ\>z]V& 8.4 创建线性波导 120 J9..P&c\ 8.5 设置模拟参数 121 nxO"ua 8.6 预览介电常数分量 122 <KJ/<0l 8.7 创建输入面 123 @CNi{. RX 8.8 运行各向异性BPM模拟 124 -5)H<dAQZ 9 创建一个chip-to-fiber对接耦合器 127 q?H|o( 9.1 定义chip-to-fiber对接耦合器的材料和波导 128 =R^%(Py 9.2 定义布局设置 130 zZ:>do\2 9.3 创建一个chip-to-fiber对接耦合器 130 ?Lx24*5% 9.4 编辑输入平面 132 kF3k7,.8& 9.5 设置模拟参数 134 # ncRb 9.6 运行模拟 135 2ElJbN# 10 电光调制器 138 \9.bt:k@OT 10.1 定义电解质材料 139 3(``#7 10.2 定义电极材料 140 gGR"Z]DBk 10.3 定义轮廓 141 )n1_(; 10.4 绘制波导 144 mJ<=n?{Z 10.5 绘制电极 147 I^* Nqqq 10.6 静电模拟 149 goLL;AL 10.7 电光模拟 151 a y4 % 11 折射率(RI)扫描 155 :vYYfs& 11.1 定义材料和通道 155 ?#Ge.D~u 11.2 定义布局设置 157 w3N[9w?1 11.3 绘制线性波导 160 W= ig.- 11.4 插入输入面 160 y3vdUauOn 11.5 创建脚本 161 CVDV)#JA 11.6 运行模拟 163 QfmJn(( 11.7 在OptiBPM_Analyzer中预览结果 163 BIH-"vTy 12 应用用户自定义扩散轮廓 165 IWk4&yHUAu 12.1 定义材料 165 .7^c@i[ 12.2 创建参考轮廓 166 M|VyV(f 12.3 定义布局设置 166 JX<)EZ!F 12.4 用户自定义轮廓 167 sZ'nYo 12.5 根据参考轮廓检测用户自定义轮廓 170 a a<8,; 13 马赫-泽德干涉仪开关 172 _qU4Fadgm 13.1 定义材料 173 k3~}7]O) 13.2 创建钛扩散轮廓 173 ;$HftG>B 13.3 定义晶圆 174 /9 3M*b 13.4 创建器件 175 QZ!Y2Bz(4 13.5 检查x-y切面的RI轮廓 177 } j<)L, 13.6 定义电极区域 178 ,yC-+VL 对此书感兴趣可以扫码加微咨询[attachment=129977] w2Us!<x
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