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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。 bg}77Y'^ WV
U9NmvE 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。 vBx^zDe V1`|j 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。 X%CPz.G B;r$( 'UZ 本书详细描述了各类光波导模型的创建以及分析方法,旨在帮助OptiBPM软件初学者快速学会常用的软件功能。本书主要参考OptiWave公司发布的案例以及相关操作手册翻译整理而成。 ^nF$<#a rg}kxvu 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。 !e `=UZe1 bicL%I2h 《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 [#Vr)\n \k_3IP?o= 上海讯技光电科技有限公司 2021年4月 *Mc\7D OvG0UXRU 目 录 F`.7_D 1 入门指南 4 }8:
-I Nj4 1.1 OptiBPM安装及说明 4 y3]"H( 1.2 OptiBPM简介 5 e~;)-Z 1.3 光波导介绍 8 <1BK5%? 1.4 快速入门 8 ie5ijkxZ( 2 创建一个简单的MMI耦合器 28 MA#!<b(' 2.1 定义MMI耦合器材料 28 TWEqv<c 2.2 定义布局设置 29 gDNW~?/ 2.3 创建一个MMI耦合器 31 2kq@*}ys 2.4 插入input plane 35 E(_I3mftm 2.5 运行模拟 39 eE%yo3 2.6 在OptiBPM_Analyzer中查看模拟结果 43 neFno5d j 3 创建一个单弯曲器件 44 x{V>(d'p 3.1 定义一个单弯曲器件 44 wR4u}gb#q 3.2 定义布局设置 45 'LLx$y.Ei[ 3.3 创建一个弧形波导 46 2z# @:Q 3.4 插入入射面 49 jgw'MpQm{ 3.5 选择输出数据文件 53 *AR<DXEL 3.6 运行模拟 54 em!R9J. 3.7 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 57 ^X%4@,AE 4 创建一个MMI星形耦合器 60 'a?.X _t 4.1 定义MMI星形耦合器的材料 60 > C&<dO#i 4.2 定义布局设置 61 Jjh!/pWZ4 4.3 创建一个MMI星形耦合器 61 L6=RD<~C 4.4 插入输入面 62 G%jJ>T4 4.5 运行模拟 63 r~_ /Jj 4.6 预览最大值 65 4S9,
tc& 4.7 绘制波导 69 Bl\kU8O- 4.8 指定输出波导的路径 69 aB6LAb2z;T 4.9 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 71 0a6z"K} 4.10 添加输出波导并预览仿真结果 72 gD+t'qg$ 4.11 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 74 w!w _`7[ 5 基于VB脚本进行波长扫描 75 pbxcsA\ 5.1 定义波导材料 75 DB'KIw 5.2 定义布局设置 76 "d>g)rvOc 5.3 创建波导 76 g]
C3lf- 5.4 修改输入平面 77 T4Gw\Z% 5.5 指定波导的路径 78 ||ZufFO 5.6 运行模拟 79 OrJlHMz 5.7 在OptiBPM_Simulator中预览模拟结果 81 lT!$\E$1
5.8 应用VB脚本进行模拟 82 0QH3,Ps1C 5.9 在OptiBPM_Analyzer中查看模拟结果 84 1\{U<Oli 6 应用VB脚本设计一个3dB的耦合器 88 R6Z}/ m 6.1 定义3dB耦合器所需的材料 88 &~A*(+S 6.2 定义布局结构 89 T1!Gr!= 6.3 绘制并定位波导 91 7oLf5V1~ 6.4 生成布局脚本 95 f%[ukMj& 6.5 插入和编辑输入面 97 *([)X2A@+ 6.6 运行模拟 98 b<V./rWIB 6.7 修改布局脚本 100 ?[1qC=[Z< 6.8 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 102 z/&a\`DsU 7 应用预定义扩散过程 104 c1A G3Nb 7.1 创建一个由钛在铌酸锂中扩散所形成的线性波导 104 /A))"D 7.2 定义布局设置 106 :`^3MMLO 7.3 设计波导 107 1
u_24 7.4 设置模拟参数 108 RHl=$Hm.% 7.5 运行模拟 110 zpr@!76 7.6 基于钛和镁在铌酸锂中的扩散,创建一个掩埋波导 111 ?&<o_/`-H5 7.7 将模板以新的名称进行保存 111 )Z]y.W ) 7.8 添加一个新的轮廓 111 J[Yg]6 7.9 创建上方的线性波导 112 XL/o y'_ 8 各向异性BPM 115 =<zSF\Zr_ 8.1 定义材料 116 P(gVF|J? 8.2 创建轮廓 117 ytV)!xe 8.3 定义布局设置 118 QUZQY`'@ 8.4 创建线性波导 120 S O:V|Tfj 8.5 设置模拟参数 121 eGSp(o5 6 8.6 预览介电常数分量 122 z vb}p 8.7 创建输入面 123 DEQE7.]3 q 8.8 运行各向异性BPM模拟 124 1LId_vJtJ 9 创建一个chip-to-fiber对接耦合器 127 +=~%S)9F 9.1 定义chip-to-fiber对接耦合器的材料和波导 128 K_+;"G 9.2 定义布局设置 130 i$^B- 9.3 创建一个chip-to-fiber对接耦合器 130 =_m9so 9.4 编辑输入平面 132 PSf5p\<5 9.5 设置模拟参数 134 =6:L +V 9.6 运行模拟 135 }B9~X 10 电光调制器 138 .F$|j1y
10.1 定义电解质材料 139 uGUv~bE 10.2 定义电极材料 140 mh#FYSp 10.3 定义轮廓 141 L}jF#*Q% 10.4 绘制波导 144 +5t
bK 10.5 绘制电极 147 H1%[\X?= 10.6 静电模拟 149 Jg|cvu-+ 10.7 电光模拟 151 G>w?9:V} 11 折射率(RI)扫描 155 bA<AG* 11.1 定义材料和通道 155 o%WjJ~!zL 11.2 定义布局设置 157 ta4JWllf 11.3 绘制线性波导 160 }uI7\\S 11.4 插入输入面 160 pba8=Z 11.5 创建脚本 161 ^>X)"'0+ 11.6 运行模拟 163 E R]sDV 11.7 在OptiBPM_Analyzer中预览结果 163 ZG@M%|> 12 应用用户自定义扩散轮廓 165 pPyvR;NJ 12.1 定义材料 165 4d e]?#= 12.2 创建参考轮廓 166 B?#k W!wj 12.3 定义布局设置 166 mo;)0Vq2l 12.4 用户自定义轮廓 167 S'!q}|7X3 12.5 根据参考轮廓检测用户自定义轮廓 170 &`yOIX-H_ 13 马赫-泽德干涉仪开关 172 8@%mnyQ 13.1 定义材料 173 45+%K@@x 13.2 创建钛扩散轮廓 173 V'"I9R'1 13.3 定义晶圆 174 EzIs@} 13.4 创建器件 175 3xzkZ8]/ 13.5 检查x-y切面的RI轮廓 177 WfRfx#MMt 13.6 定义电极区域 178 ;;?vgrz 后继 Ki/'Ic1 有兴趣扫码加微联系 a4T~\\,dZ>
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