前 言 != _:*U)-' k9vr6We' 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。
:MV]OLRM {+0]diD 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。
?kI-o0@O. 6@t4pML 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。
Zm>Q-7r9 pLE|#58I 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。
zQMsS y+)][Wa0 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。
|<96H8 h/?8F^C#v 《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
47ppyh6@ 上海讯技光电科技有限公司
S#8wnHq
Ou"QUn| eu@-v"=w 目 录 #I'W[\l~+ 1 入门指南 4
i/2OE&*O[ 1.1 OptiBPM安装及说明 4
#'^!@+) 1.2 OptiBPM简介 5
lbZ,?wm 1.3 光波导介绍 8
Jx9S@L` 1.4 快速入门 8
Og4 X3QG 2 创建一个简单的MMI耦合器 28
KdHR.;* 2.1 定义MMI耦合器
材料 28
"WdGY*r 2.2 定义布局设置 29
R] tHd=kf 2.3 创建一个MMI耦合器 31
r /63 2.4 插入input plane 35
S$HzuK\f 2.5 运行模拟 39
QrDzfe[ 2.6 在OptiBPM_Analyzer中查看模拟结果 43
0?qXD O&~ 3 创建一个单弯曲器件 44
(C={/waJ 3.1 定义一个单弯曲器件 44
7L|w~l7R~ 3.2 定义布局设置 45
|\TOSaZ 3.3 创建一个弧形波导 46
: ~"^st_[! 3.4 插入入射面 49
IHZ WNT2 3.5 选择输出数据文件 53
MC D]n 3.6 运行模拟 54
&PI}o 3.7 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 57
$Q{)AN;m 4 创建一个MMI星形耦合器 60
rk*Igqf 4.1 定义MMI星形耦合器的材料 60
p%EU,:I6 4.2 定义布局设置 61
4(o: #9I 4.3 创建一个MMI星形耦合器 61
}@J&yrqg 4.4 插入输入面 62
b#(SDNo6 4.5 运行模拟 63
GMU.Kt 4.6 预览最大值 65
Y5&Jgn.l 4.7 绘制波导 69
{9vvj 4.8 指定输出波导的路径 69
1k6f|Al- 4.9 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 71
O`~G'l&@T 4.10 添加输出波导并预览仿真结果 72
PwU}<Hrl] 4.11 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 74
MNzq,/Wf 5 基于VB脚本进行
波长扫描 75
jz
QmYcd 5.1 定义波导材料 75
060<wjX6 5.2 定义布局设置 76
JP)/
O! 5.3 创建波导 76
#Z;ziM: 5.4 修改输入平面 77
v%n'_2J =^ 5.5 指定波导的路径 78
3Q*K+(`{ 5.6 运行模拟 79
4Z)`kS}=] 5.7 在OptiBPM_Simulator中预览模拟结果 81
/Mb?dVwA 5.8 应用VB脚本进行模拟 82
^+tAgK2 5.9 在OptiBPM_Analyzer中查看模拟结果 84
uq~$HXdc 6 应用VB脚本设计一个3dB的耦合器 88
e}Cp;c]= 6.1 定义3dB耦合器所需的材料 88
6,*hzyy}Qu 6.2 定义布局结构 89
hZf0q 2 6.3 绘制并定位波导 91
ku3Vr\s 6.4 生成布局脚本 95
q|BR-0yi 6.5 插入和编辑输入面 97
yM>:,T S 6.6 运行模拟 98
d|CSWcU 6.7 修改布局脚本 100
]+\;pb}bq 6.8 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 102
ce-5XqzY@ 7 应用预定义扩散过程 104
jPU:&1(_ n 7.1 创建一个由钛在铌酸锂中扩散所形成的线性波导 104
f(!:_!m* 7.2 定义布局设置 106
`wz@l:e 7.3 设计波导 107
)!J0e-T-8O 7.4 设置模拟参数 108
udVEOn$ 7.5 运行模拟 110
hw]x T5 7.6 基于钛和镁在铌酸锂中的扩散,创建一个掩埋波导 111
:"5'l>la 7.7 将模板以新的名称进行保存 111
k44sV.G4L 7.8 添加一个新的轮廓 111
Z~)Bh~^A 7.9 创建上方的线性波导 112
[F{q.mZj 8 各向异性BPM 115
m [7@l 8.1 定义材料 116
q66!xhp;? 8.2 创建轮廓 117
dlkxA^ 8.3 定义布局设置 118
TOmq2*,/ 8.4 创建线性波导 120
6&/n/g 8.5 设置模拟参数 121
s)X'PJ0&Bs 8.6 预览介电常数分量 122
a<-NB9o~v 8.7 创建输入面 123
N
GP}Z4 8.8 运行各向异性BPM模拟 124
l?GN& u 9 创建一个chip-to-fiber对接耦合器 127
.vHSKd{ 9.1 定义chip-to-fiber对接耦合器的材料和波导 128
V("@z<b| 9.2 定义布局设置 130
kSj,Pl\NC 9.3 创建一个chip-to-fiber对接耦合器 130
[)UL}vAO\q 9.4 编辑输入平面 132
A3D"b9<D 9.5 设置模拟参数 134
X:Z4QqT 9.6 运行模拟 135
%_Gc9SI 10 电光调制器 138
7`-f N| 10.1 定义电解质材料 139
=yo?] ZS 10.2 定义电极材料 140
2VObj7F 10.3 定义轮廓 141
L-Qc[L 10.4 绘制波导 144
{ ]Tb 10.5 绘制电极 147
fui;F"+1 10.6 静电模拟 149
iV<4#aBg 10.7 电光模拟 151
I-oY@l` 11 折射率(RI)扫描 155
pJ)PVo\cV 11.1 定义材料和通道 155
j)?[S 11.2 定义布局设置 157
b#\i]2b: 11.3 绘制线性波导 160
Hw[(v[v 11.4 插入输入面 160
j"g[qF/* 11.5 创建脚本 161
&ru2&Sz 11.6 运行模拟 163
}!-BZIOlO 11.7 在OptiBPM_Analyzer中预览结果 163
PNVYW?l 12 应用用户自定义扩散轮廓 165
S5B12P 12.1 定义材料 165
W
&wqN 12.2 创建参考轮廓 166
cb|cY Co5 12.3 定义布局设置 166
*$+k-BV 12.4 用户自定义轮廓 167
UC&f 12.5 根据参考轮廓检测用户自定义轮廓 170
EG=~0j ~ 13 马赫-泽德干涉仪开关 172
*^ag wQ` 13.1 定义材料 173
[!Uzw2 13.2 创建钛扩散轮廓 173
o2p;$W4` 13.3 定义晶圆 174
tx0`#x 13.4 创建器件 175
+<qmVW^X 13.5 检查x-y切面的RI轮廓 177
iIrH&}2 13.6 定义电极区域 178
-jN:~. ,c3gW2E 13.7 定义输入平面和模拟参数 18213.8 运行模拟 182
/;P* ? 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
NlLgXn! 14.1 理论背景 18614.2 波导Vertical Offset位置设置 189
OJX* :Q 14.3 生成脚本数据 19014.4 导出散射数据 193
PeCU V6 14.5 创建臂 19414.6 在OptiSystem内加载*.s文件 197
S#gIfb<D 14.7 加载两个臂的文件 20014.8 在OptiSystem内完成布局 201
`*?8<Vm 14.9 连接元件 20214.10 运行模拟 203
m]}%Ag^x 14.11 创建图以查看结果 204
C|"BMam uh,~CvXU] 有兴趣可以扫码加微联系
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