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前 言 `|dyT6V0I_ U0x
A~5B 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=U<exM6% USg"wJY 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。 a=z] tTs4 Abc{<4 z0? 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。 TZn
15-O %w;qu1j 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。 g`Z=Y7jLH CMt<oT6.? 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。 iC"iR\Qu c+Q'4E0| 《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 }w0pi &7L7|{18 上海讯技光电科技有限公司 2021年4月 XiUq#84Q :U6`n 目 录 p.DQ|? 1 入门指南 4 6Yu:v 1.1 OptiBPM安装及说明 4 ,81%8r 1.2 OptiBPM简介 5 b8mH.g&l 1.3 光波导介绍 8 iT]t`7R 1.4 快速入门 8 56v G R( 2 创建一个简单的MMI耦合器 28 amBg<P`'_ 2.1 定义MMI耦合器材料 28 +QChD* 2.2 定义布局设置 29 7'0Vb!( 2.3 创建一个MMI耦合器 31 =[B\50] 2.4 插入input plane 35 _$~>O7 2.5 运行模拟 39 +VIA@`4 2.6 在OptiBPM_Analyzer中查看模拟结果 43 N /4E
~^2 3 创建一个单弯曲器件 44 m1$tf
^ 3.1 定义一个单弯曲器件 44 '&IGdB I 3.2 定义布局设置 45 DT-VxF6 h 3.3 创建一个弧形波导 46 {6i|"5_j 3.4 插入入射面 49 `#""JTA" 3.5 选择输出数据文件 53 dlu*s(O" 3.6 运行模拟 54 0TU3
_;o 3.7 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 57 O?uICnmi6 4 创建一个MMI星形耦合器 60 waMF~#PJlt 4.1 定义MMI星形耦合器的材料 60 I)HO/i6>3 4.2 定义布局设置 61 l;-Ml{}|0 4.3 创建一个MMI星形耦合器 61 *z0!=>( 4.4 插入输入面 62 fzsy<Vl", 4.5 运行模拟 63 N
J3;[qJ 4.6 预览最大值 65 G m~ ./- 4.7 绘制波导 69 -/f$s1 4.8 指定输出波导的路径 69 fz'qB-F
Y 4.9 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 71 c_8&4 4.10 添加输出波导并预览仿真结果 72 0ho;L 0Nr' 4.11 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 74 I8xdE(o8+ 5 基于VB脚本进行波长扫描 75 %:3XYO.w- 5.1 定义波导材料 75 _w^,j" 5.2 定义布局设置 76 n0(Q/ 5.3 创建波导 76 e@D_0OZ 5.4 修改输入平面 77 HNzxFnh 5.5 指定波导的路径 78 pH'_k k 5.6 运行模拟 79 4XkI? l 5.7 在OptiBPM_Simulator中预览模拟结果 81 *22Vc2[i; 5.8 应用VB脚本进行模拟 82 Tzq@ic#!B 5.9 在OptiBPM_Analyzer中查看模拟结果 84 05d0p|}, 6 应用VB脚本设计一个3dB的耦合器 88 kK&w5' 6.1 定义3dB耦合器所需的材料 88 ?sN{U\ 6.2 定义布局结构 89 B[b>T= 6.3 绘制并定位波导 91 -Vn#Ab_C 6.4 生成布局脚本 95 kR =sr/{ 6.5 插入和编辑输入面 97 mU5Ox4>&9 6.6 运行模拟 98 W+h2 rv 6.7 修改布局脚本 100 BgQEd@cN 6.8 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 102 "\|P6H 7 应用预定义扩散过程 104 rc_m{.b 7.1 创建一个由钛在铌酸锂中扩散所形成的线性波导 104 >kXscbRL7 7.2 定义布局设置 106 abo=v<mR 7.3 设计波导 107 qb>ULP0 7.4 设置模拟参数 108 oe<i\uX8z 7.5 运行模拟 110 4@9Pd &I 7.6 基于钛和镁在铌酸锂中的扩散,创建一个掩埋波导 111 IeYYG^V<A 7.7 将模板以新的名称进行保存 111 WZQ2Mi<&1' 7.8 添加一个新的轮廓 111 bzr2Zj{4 7.9 创建上方的线性波导 112 v[dUUR f 8 各向异性BPM 115 { 'b;lA]0 8.1 定义材料 116 t2[/eM.G 8.2 创建轮廓 117 z33UER" 8.3 定义布局设置 118 q
G%Y & P 8.4 创建线性波导 120 U5Hi9fe 8.5 设置模拟参数 121 CsZ~LQ=DB 8.6 预览介电常数分量 122 <KMCNCU\+ 8.7 创建输入面 123 *5)UIRd 8.8 运行各向异性BPM模拟 124 8(1*,CJQg 9 创建一个chip-to-fiber对接耦合器 127 ACRuDY 9.1 定义chip-to-fiber对接耦合器的材料和波导 128 'Lu<2=a~ 9.2 定义布局设置 130 e=i X]%^ 9.3 创建一个chip-to-fiber对接耦合器 130 Oeh A3$|# 9.4 编辑输入平面 132 J[ZHAnmPH 9.5 设置模拟参数 134 jVff@)_S 9.6 运行模拟 135 'f( CN3.! 10 电光调制器 138 q5;dQ8Y? 10.1 定义电解质材料 139 (*S<2HN5 10.2 定义电极材料 140 VYG@_fd!x 10.3 定义轮廓 141 ,rMf;/[ 10.4 绘制波导 144 }0'LKwIR 10.5 绘制电极 147 }UPC~kC+Z 10.6 静电模拟 149 KqI:g*H'x7 10.7 电光模拟 151 :-?ZU4) 11 折射率(RI)扫描 155
2%@tnk|@ 11.1 定义材料和通道 155 0qS/>u* 11.2 定义布局设置 157 e,%|sAs[ 11.3 绘制线性波导 160 r8 9o 11.4 插入输入面 160 8T1`9ITl: 11.5 创建脚本 161 Ohm{m^VD" 11.6 运行模拟 163 od=hCQ1> 11.7 在OptiBPM_Analyzer中预览结果 163 `2f/4]fY 12 应用用户自定义扩散轮廓 165 x}/jh 12.1 定义材料 165 1jKpLTSs 12.2 创建参考轮廓 166 TiD#t+g 12.3 定义布局设置 166 "xlR>M6e 12.4 用户自定义轮廓 167 a>47k{RSzE 12.5 根据参考轮廓检测用户自定义轮廓 170 bdL= ?KS 13 马赫-泽德干涉仪开关 172 ;@Zuet 13.1 定义材料 173 505c(+ 13.2 创建钛扩散轮廓 173 :E9pdx+ 13.3 定义晶圆 174 J
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KiL 13.4 创建器件 175 URb8[~dR: 13.5 检查x-y切面的RI轮廓 177 \c2x
udU 13.6 定义电极区域 178 A4zI1QF 更多详情请加微联系 '8 .JnCg
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