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前 言 qkXnpv ^k J>4 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。 ]?S@g'Jd0Q u~c75Mk_v 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。 !#y_vz9 5]f6YlJZ 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。 b
I"+b\K CH9Psr78 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。 &c[ISc>N{ k%D|17I 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。 E4N/or NI
r"i2 《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 G22{',#r8 PQj 'D<G 上海讯技光电科技有限公司 2021年4月 D?.H|% t1`.M$ 目 录 "%I<yUP]U 1 入门指南 4 @ /.w% 1.1 OptiBPM安装及说明 4 pJdR`A-k| 1.2 OptiBPM简介 5 x$hT+z6DUC 1.3 光波导介绍 8 F,8 ?du] 1.4 快速入门 8 t p<v 2 创建一个简单的MMI耦合器 28 3p1U,B} 2.1 定义MMI耦合器材料 28 G)IK5zCDd 2.2 定义布局设置 29 1SF8D`3 2.3 创建一个MMI耦合器 31 p!o-+@ava 2.4 插入input plane 35 z[Ah9tM% 2.5 运行模拟 39 prEI9/d" 2.6 在OptiBPM_Analyzer中查看模拟结果 43 9ls*L!Jw 3 创建一个单弯曲器件 44 ??#SQSU 3.1 定义一个单弯曲器件 44 5[y+X|Am 3.2 定义布局设置 45 sTS/]"l 3.3 创建一个弧形波导 46 :\Q#W4~p 3.4 插入入射面 49 dI+Y1Vq 3.5 选择输出数据文件 53 LzTdi%u$0| 3.6 运行模拟 54 i@`qam
3.7 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 57 2#(dfEAy 4 创建一个MMI星形耦合器 60 vw6>eT 4.1 定义MMI星形耦合器的材料 60 ~KQiNkA\|l 4.2 定义布局设置 61 ,!H`@Kl 4.3 创建一个MMI星形耦合器 61 BgT(~8' 4.4 插入输入面 62 [*J?TNk 4.5 运行模拟 63 dY{qdQQ} 4.6 预览最大值 65 `mthzc3W 4.7 绘制波导 69 11vAx9 4.8 指定输出波导的路径 69 .~C%:bDnX7 4.9 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 71 cT5BBR 4.10 添加输出波导并预览仿真结果 72 Kzx`
E>,z' 4.11 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 74 Wl7S<>hg4 5 基于VB脚本进行波长扫描 75 U7''; w 5.1 定义波导材料 75 |It&1fz} 5.2 定义布局设置 76 Wn{MY=5Y 5.3 创建波导 76 8<x&
Xd 5.4 修改输入平面 77 i}e/!IVR3 5.5 指定波导的路径 78 a/</P
|UG 5.6 运行模拟 79 V.%LA.8 5.7 在OptiBPM_Simulator中预览模拟结果 81 K$l@0r ~k 5.8 应用VB脚本进行模拟 82 ]N2!
'c 5.9 在OptiBPM_Analyzer中查看模拟结果 84 v\@pZw=x 6 应用VB脚本设计一个3dB的耦合器 88 F`La_]f?b\ 6.1 定义3dB耦合器所需的材料 88 dT0>\9ZNr 6.2 定义布局结构 89 kl1/( 6.3 绘制并定位波导 91 naM~>N 6.4 生成布局脚本 95 Wecxx^vtv6 6.5 插入和编辑输入面 97 R$p(5>#\5 6.6 运行模拟 98 ~{GTL_w 6.7 修改布局脚本 100 &e78xtA{ 6.8 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 102 VsJKxa4 7 应用预定义扩散过程 104 UhJ{MUH` 7.1 创建一个由钛在铌酸锂中扩散所形成的线性波导 104 -
~4na{6x 7.2 定义布局设置 106 O^PN{u 7.3 设计波导 107 )FSEHQ 7.4 设置模拟参数 108 / ykc`E?f 7.5 运行模拟 110 1?yj<^" 7.6 基于钛和镁在铌酸锂中的扩散,创建一个掩埋波导 111 m[z$y 7.7 将模板以新的名称进行保存 111 mMvAA; 7.8 添加一个新的轮廓 111 l<p<\,nV$ 7.9 创建上方的线性波导 112 a`8]TD 8 各向异性BPM 115 ;%Px~g 8.1 定义材料 116 G3 |x%/Fbp 8.2 创建轮廓 117 UM`{V5NG# 8.3 定义布局设置 118 O c.fvP^ZD 8.4 创建线性波导 120 puLgc$? 8.5 设置模拟参数 121 1]9w9!j 8.6 预览介电常数分量 122 -k@1#c+z 8.7 创建输入面 123 L[Ot$ 8.8 运行各向异性BPM模拟 124 w5^k84vye 9 创建一个chip-to-fiber对接耦合器 127 0@[*~H0{n 9.1 定义chip-to-fiber对接耦合器的材料和波导 128 ,
@!X!L 9.2 定义布局设置 130 I:HrBhI)wP 9.3 创建一个chip-to-fiber对接耦合器 130 8rx|7 9.4 编辑输入平面 132 "h #/b}/ 9.5 设置模拟参数 134 )&O6d . 9.6 运行模拟 135 [2YPV\= 10 电光调制器 138 MN8>I=p 10.1 定义电解质材料 139 Y
mL{uV$ 10.2 定义电极材料 140 c1r+?q$f 10.3 定义轮廓 141 _n/73Oh 10.4 绘制波导 144 fL#r@TB-s 10.5 绘制电极 147 b;{"@b,Y 10.6 静电模拟 149 :<mJRsDf 10.7 电光模拟 151 xticC> 11 折射率(RI)扫描 155
q)f_!N 11.1 定义材料和通道 155 4lWqQVx 11.2 定义布局设置 157 :p,|6~b$ 11.3 绘制线性波导 160 V0rQtxE{F 11.4 插入输入面 160 #0vda'q=j 11.5 创建脚本 161 5eE\
X / 11.6 运行模拟 163
W~2,J4= 11.7 在OptiBPM_Analyzer中预览结果 163 S0Io$\ha 12 应用用户自定义扩散轮廓 165 8zpzVizDG 12.1 定义材料 165 ^EKRbPA9:< 12.2 创建参考轮廓 166 -KV,l 12.3 定义布局设置 166 J
<;xkT1x 12.4 用户自定义轮廓 167 6T|Z4f| 12.5 根据参考轮廓检测用户自定义轮廓 170 g1|Pyt{ 13 马赫-泽德干涉仪开关 172 ^N[ Cip}8 13.1 定义材料 173 jdLu\=@z 13.2 创建钛扩散轮廓 173 }^0'IAXi 13.3 定义晶圆 174 .d}yQ#5z 13.4 创建器件 175 5'eBeNxM 13.5 检查x-y切面的RI轮廓 177 {lH'T1^m 13.6 定义电极区域 178 CQNMCYjg(R 更多详情请加微联系
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