前 言 9z)5Mdf1j @2'Mt}R> 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。
.`>y@p! -'~LjA( 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。
S26MDLk`R3 UfS%71l.$ 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。
~3uP6\F qOIW(D 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。
e[hcJz!D [1.+HyJ} 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。
5^^XQ?" )iFJz/n> 《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
Y ')x/H 上海讯技光电科技有限公司
kbM3
{e|[%reSkg x c{hC4^V 目 录 BcI|:qv| 1 入门指南 4
{%_L=2n6 1.1 OptiBPM安装及说明 4
bw\@W{a%q 1.2 OptiBPM简介 5
?lP':'P 1.3 光波导介绍 8
:9k Ty: 1.4 快速入门 8
'C"9QfK 2 创建一个简单的MMI耦合器 28
lok= 2.1 定义MMI耦合器
材料 28
#8)*1? 2.2 定义布局设置 29
@')[FEdW 2.3 创建一个MMI耦合器 31
>$4d7.^hb/ 2.4 插入input plane 35
I_RsYw 2.5 运行模拟 39
*QH28%^ 2.6 在OptiBPM_Analyzer中查看模拟结果 43
t. ;LnrY 3 创建一个单弯曲器件 44
eH{[C* 3.1 定义一个单弯曲器件 44
AvW:<}a, 3.2 定义布局设置 45
Qjb:WC7he 3.3 创建一个弧形波导 46
)==Jfn y 3.4 插入入射面 49
P'_H/r/# 3.5 选择输出数据文件 53
wp&=$Aa)' 3.6 运行模拟 54
D|{jR~J)xK 3.7 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 57
pej|!oX 4 创建一个MMI星形耦合器 60
4qk9NK2 U 4.1 定义MMI星形耦合器的材料 60
!_Wi!Vr_ 4.2 定义布局设置 61
o7$'cn 4.3 创建一个MMI星形耦合器 61
b}"N`,0dO 4.4 插入输入面 62
P09;ng67 4.5 运行模拟 63
OOo3G~2r 4.6 预览最大值 65
X<I+&Zi 4.7 绘制波导 69
Y/*mUS[oa 4.8 指定输出波导的路径 69
,=[?yJy 4.9 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 71
s6@DGSJ 4.10 添加输出波导并预览仿真结果 72
R21b!Pd\ 4.11 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 74
|EJD3& 5 基于VB脚本进行
波长扫描 75
85LAYaw 5.1 定义波导材料 75
E
S // 5.2 定义布局设置 76
r/u A.Aou^ 5.3 创建波导 76
'2 PF 5.4 修改输入平面 77
ci?qT,& 5.5 指定波导的路径 78
md"!33 @ 5.6 运行模拟 79
a m|F?|1 5.7 在OptiBPM_Simulator中预览模拟结果 81
qm"rY\: 5.8 应用VB脚本进行模拟 82
SMpH._VFeE 5.9 在OptiBPM_Analyzer中查看模拟结果 84
v]B3m 6 应用VB脚本设计一个3dB的耦合器 88
A\HxDIU 6.1 定义3dB耦合器所需的材料 88
+nJgl8'^y 6.2 定义布局结构 89
!:q/Ye3. 6.3 绘制并定位波导 91
.K1FKC$C 6.4 生成布局脚本 95
KbA?7^zo` 6.5 插入和编辑输入面 97
Z$/xy" 6.6 运行模拟 98
,F,X
, 6.7 修改布局脚本 100
8Djc
c
z 6.8 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 102
n[lJLm^(_C 7 应用预定义扩散过程 104
hEKf6# 7.1 创建一个由钛在铌酸锂中扩散所形成的线性波导 104
u>2
l7PA| 7.2 定义布局设置 106
hoK>~:; 7.3 设计波导 107
_./Sk|C 7.4 设置模拟参数 108
[OC5l> 7.5 运行模拟 110
x|pg"v&[ 7.6 基于钛和镁在铌酸锂中的扩散,创建一个掩埋波导 111
MkfBuW;) 7.7 将模板以新的名称进行保存 111
/`wvxKX 7.8 添加一个新的轮廓 111
%C|n9* 7.9 创建上方的线性波导 112
;DFSzbF` 8 各向异性BPM 115
g/CSGIIT 8.1 定义材料 116
um!J]N^ 8.2 创建轮廓 117
wn/_}]T 8.3 定义布局设置 118
#49kjv@ 8.4 创建线性波导 120
Egg=yF>T 8.5 设置模拟参数 121
-?V-*jI 8.6 预览介电常数分量 122
)u[emv$ 8.7 创建输入面 123
/5(Yy} 8.8 运行各向异性BPM模拟 124
TQpf Q 9 创建一个chip-to-fiber对接耦合器 127
p@xf^[50k 9.1 定义chip-to-fiber对接耦合器的材料和波导 128
gOSJM1Mr3 9.2 定义布局设置 130
jB%lB1Q| 9.3 创建一个chip-to-fiber对接耦合器 130
Qz5sxi 9.4 编辑输入平面 132
ILEz;D{] 9.5 设置模拟参数 134
p<2L.\6" 9.6 运行模拟 135
QbkLdM,S* 10 电光调制器 138
hT`J1nNt 10.1 定义电解质材料 139
v+46QK|I& 10.2 定义电极材料 140
;z}i-cNae 10.3 定义轮廓 141
JtYP E? 10.4 绘制波导 144
X' H[7 ^W 10.5 绘制电极 147
e7Xeo +/ 10.6 静电模拟 149
[ 9 {*94M 10.7 电光模拟 151
dJJP3}M/ 11 折射率(RI)扫描 155
7}f}$1
11.1 定义材料和通道 155
e!N:,`R
5 11.2 定义布局设置 157
JTO~9>$ B 11.3 绘制线性波导 160
_aGOb;h 11.4 插入输入面 160
$PTP/^ 11.5 创建脚本 161
A9I{2qW9+Z 11.6 运行模拟 163
uwzvb gup? 11.7 在OptiBPM_Analyzer中预览结果 163
xjfV?B'Y}V 12 应用用户自定义扩散轮廓 165
U}yW<#$+ 12.1 定义材料 165
{.?ZHy\Rk 12.2 创建参考轮廓 166
{ C=NUK%? 12.3 定义布局设置 166
4>F'oqFF 12.4 用户自定义轮廓 167
xST8|H 12.5 根据参考轮廓检测用户自定义轮廓 170
6&
e3Nt 13 马赫-泽德干涉仪开关 172
\KMToN&2 13.1 定义材料 173
adCU61t 13.2 创建钛扩散轮廓 173
`q}I"iS 13.3 定义晶圆 174
_<k\FU
r 13.4 创建器件 175
F,W~,y 13.5 检查x-y切面的RI轮廓 177
v- T$:cL 13.6 定义电极区域 178
z>58dA@f nKPYOY8^ 13.7 定义输入平面和模拟参数 18213.8 运行模拟 182
4r>6G/b8* 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
R.jIl@p 14.1 理论背景 18614.2 波导Vertical Offset位置设置 189
Zn&,
t &z 14.3 生成脚本数据 19014.4 导出散射数据 193
i6dHrx]:, 14.5 创建臂 19414.6 在OptiSystem内加载*.s文件 197
fkuLj%R 14.7 加载两个臂的文件 20014.8 在OptiSystem内完成布局 201
.AR#&mL9 14.9 连接元件 20214.10 运行模拟 203
o3Yb7h9 14.11 创建图以查看结果 204
HG^B#yX jF ^~p9z 有兴趣可以扫码加微联系
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