前 言
B4.hJZ5 G67BQG\av 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。
0QGl'u{F $exu}% OptiBPM是基于
光束传输算法(BPM-矢量BPM、半矢量BPM以及标量BPM)来模拟光通过任意波导介质(各向同性与各向异性)。并可使用合适的数值方法,如Crank-Nicholson方法和Scheme Parameter以及ADI,来进行计算,计算过程中可以使用合适的边界条件,如TBC和PML边界条件,以完成整个波导结构的
仿真和分析,获得任意位置处的电磁场分布。
`jV0;sPd; /`1zkBj<& 通过OptiBPM,科研人员可以同时观察近场分布(包含幅度、相位等),检测辐射以及方向场(Guided Field)。OptiBPM能够提升科研人员在波导器件设计的效率,减小风险并降低整体研发产品成本。
xpV8_Gz; +|}~6` 本书详细描述了各类光波导模型的创建以及分析方法,旨在帮助OptiBPM软件初学者快速学会常用的
软件功能。本书主要参考OptiWave公司发布的案例以及相关操作手册翻译整理而成。
0trFLX /
g&mDYV| 本书第一章主要介绍了软件的安装方法以及软件的开发背景,第二~十三章,分别描述了如何创建以及分析常见的波导类器件,如MMI耦合器、MMI星形耦合器、3dB耦合器、电光调制器、Chip-to-Fiber对接耦合器、马赫泽德干涉仪等,并包含了创建各类波导的方法和分析方法,如
参数扫描,脚本自定义等。第十四章主要描述了如何将OptiBPM设计的元器件,导入到OptiSystem(一款光通信系统模拟仿真软件)中做联合仿真,可以查看此元器件在光通信系统中的具体行为。
JK1b68n n\ IVpgP 《OptiBPM入门指南》,是由上海讯技光电工程师翻译整理而来,译者希望本书能够对OptiBPM的使用者有所帮助,通过学习后能够较好的掌握OptiBPM软件的基本使用方法。由于译者水平有限,书中错误纰漏之处在所难免,敬请同行读者批评和指正
lyib+Sa ?` KAe)
X_R7 上海讯技光电科技有限公司
2021年4月 }n<dyX:a
I*#~@:4* 目 录
-du+iOe? 1 入门指南 4
;w1h) 1.1 OptiBPM安装及说明 4
eZUK<&0x5 1.2 OptiBPM简介 5
H
fRxgA@ 1.3 光波导介绍 8
&o?pZ(\C 1.4 快速入门 8
_-D(N/ 2 创建一个简单的MMI耦合器 28
5[GX 2.1 定义MMI耦合器
材料 28
.D7\Hao 2.2 定义布局设置 29
/O8'8 sL5 2.3 创建一个MMI耦合器 31
3{:d$- y 2.4 插入input plane 35
!0w'S>e 2.5 运行模拟 39
D.HAp+lx 2.6 在OptiBPM_Analyzer中查看模拟结果 43
>_5D`^ 3 创建一个单弯曲器件 44
<cl$?].RE! 3.1 定义一个单弯曲器件 44
t$}+oCnkv 3.2 定义布局设置 45
72PDqK# 3.3 创建一个弧形波导 46
\O^=
Z{3y 3.4 插入入射面 49
~zuMX;[ 3.5 选择输出数据文件 53
cd:O@)i 3.6 运行模拟 54
9J>DLvl; 3.7 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 57
QJv,@@mu 4 创建一个MMI星形耦合器 60
5Wn6a$^
4.1 定义MMI星形耦合器的材料 60
"r[Ea| 4.2 定义布局设置 61
!D 4.3 创建一个MMI星形耦合器 61
:?60pu= 4.4 插入输入面 62
>s1HQSe66 4.5 运行模拟 63
wngxVhu8Ld 4.6 预览最大值 65
\+5 L.Q 4.7 绘制波导 69
#|'8O 4.8 指定输出波导的路径 69
4 ba1c 4.9 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 71
<H$ CCo 4.10 添加输出波导并预览仿真结果 72
>Vn!k N6\ 4.11 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 74
$+?6U 5 基于VB脚本进行
波长扫描 75
eqLETo@} * 5.1 定义波导材料 75
cW MZw|t 5.2 定义布局设置 76
a5&wS@)
; 5.3 创建波导 76
,x_g|J _Y 5.4 修改输入平面 77
^goS?p/z 5.5 指定波导的路径 78
`RjcJ?r 5.6 运行模拟 79
d{YhKf#~ 5.7 在OptiBPM_Simulator中预览模拟结果 81
>f_D|;EV 5.8 应用VB脚本进行模拟 82
{(t (}-:Z 5.9 在OptiBPM_Analyzer中查看模拟结果 84
;T/' CD 6 应用VB脚本设计一个3dB的耦合器 88
S46[2-v1 6.1 定义3dB耦合器所需的材料 88
of(Nq@ 6.2 定义布局结构 89
(2%C%#]8 6.3 绘制并定位波导 91
SH5k^EJ 6.4 生成布局脚本 95
\ 0:ITz 6.5 插入和编辑输入面 97
#'"h+[XY 6.6 运行模拟 98
BURiLEYZl 6.7 修改布局脚本 100
J H$ 6.8 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 102
Gk!v-h9cq 7 应用预定义扩散过程 104
=r
GkM.^ 7.1 创建一个由钛在铌酸锂中扩散所形成的线性波导 104
}p
"HD R> 7.2 定义布局设置 106
Phx/9Kk 7.3 设计波导 107
!4
6^}3 7.4 设置模拟参数 108
jP+4'O!s[ 7.5 运行模拟 110
/AWHG._ 7.6 基于钛和镁在铌酸锂中的扩散,创建一个掩埋波导 111
LxMOs Nv 7.7 将模板以新的名称进行保存 111
vnIxI a 7.8 添加一个新的轮廓 111
$bD!./fl 7.9 创建上方的线性波导 112
h7o{l7`) 8 各向异性BPM 115
lMP|$C 8.1 定义材料 116
@ cv`}k 8.2 创建轮廓 117
q.MM|;_u` 8.3 定义布局设置 118
!lHsJ)t 8.4 创建线性波导 120
9WBDSx_(Q 8.5 设置模拟参数 121
<01MXT- 8.6 预览介电常数分量 122
6C)OO"Bc 8.7 创建输入面 123
ECl[v%R/6 8.8 运行各向异性BPM模拟 124
/wIZ ' 9 创建一个chip-to-fiber对接耦合器 127
ukri7 n* 9.1 定义chip-to-fiber对接耦合器的材料和波导 128
G-rN?R. 9.2 定义布局设置 130
)L_jR%2j 9.3 创建一个chip-to-fiber对接耦合器 130
^B5Hjf9 9.4 编辑输入平面 132
^GL0|G=(1 9.5 设置模拟参数 134
QI!:+8 9.6 运行模拟 135
g|2D(J 10 电光调制器 138
1tg 10.1 定义电解质材料 139
n NAJ8z}Nt 10.2 定义电极材料 140
/x`H6'3? 10.3 定义轮廓 141
\*_qP*vq@ 10.4 绘制波导 144
{!x-kF_ 10.5 绘制电极 147
))eR 10.6 静电模拟 149
@Wdnc/o] 10.7 电光模拟 151
vlE#z 11 折射率(RI)扫描 155
1no$|n# 11.1 定义材料和通道 155
tMupX-V 11.2 定义布局设置 157
,/Xxj\i 11.3 绘制线性波导 160
Oi7:J>
[ 11.4 插入输入面 160
M"~B_t,Nw 11.5 创建脚本 161
{_ Wtk@ 11.6 运行模拟 163
RCoz;|c`P 11.7 在OptiBPM_Analyzer中预览结果 163
Z^#7&Pv0 12 应用用户自定义扩散轮廓 165
>a^H7kp 12.1 定义材料 165
l1YyZ ^Z 12.2 创建参考轮廓 166
mB_ba1r 12.3 定义布局设置 166
y5l4H8{h} 12.4 用户自定义轮廓 167
3{,Mpb@ 12.5 根据参考轮廓检测用户自定义轮廓 170
{K:/(\ 13 马赫-泽德干涉仪开关 172
_*&<hAZj 13.1 定义材料 173
YMz[je 13.2 创建钛扩散轮廓 173
KA.@q AEB 13.3 定义晶圆 174
0z\=uQ0 13.4 创建器件 175
b/E1v,/< 13.5 检查x-y切面的RI轮廓 177
#bf^Pq'8 13.6 定义电极区域 178
idz6m]{~yT 13.7 定义输入平面和模拟参数 182
sd>#Hn 13.8 运行模拟 182
5MiWM2"X\ 13.9 创建脚本 184
-@AGQ+e 14 应用OptiBPM和OptiSystem进行光集成
电路模拟-散射数据导出 186
a'Aru^el 14.1 理论背景 186
6eQrupa 14.2 波导Vertical Offset位置设置 189
QULrE+@ 14.3 生成脚本数据 190
/&vUi7' 14.4 导出散射数据 193
mo<g'|0 14.5 创建臂 194
>YPfk=0f0 14.6 在OptiSystem内加载*.s文件 197
n j1 cqh 14.7 加载两个臂的文件 200
.\<
\J|3 14.8 在OptiSystem内完成布局 201
\b~zyt6- 14.9 连接元件 202
7%L-;xcr]B 14.10 运行模拟 203
JQI`9$asuC 14.11 创建图以查看结果 204
c9DX 有兴趣可以扫码加微咨询
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