前 言
Uxx=$ *EOIgQp 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。
B]]_rl, M9*7r\hqYV 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。
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# 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。
Md'd=Y_0 <jU[&~p 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。
zllY$V&<! LoUi Yf 本书第一章主要介绍了软件的安装方法以及软件的开发背景,第二~十三章,分别描述了如何创建以及分析常见的波导类器件,如MMI耦合器、MMI星形耦合器、3dB耦合器、电光调制器、Chip-to-Fiber对接耦合器、马赫泽德干涉仪等,并包含了创建各类波导的方法和分析方法,如
参数扫描,脚本自定义等。第十四章主要描述了如何将OptiBPM设计的元器件,导入到OptiSystem(一款光通信系统模拟仿真软件)中做联合仿真,可以查看此元器件在光通信系统中的具体行为。
cl{x5>.'# T#?KY 《OptiBPM入门指南》,是由上海讯技光电工程师翻译整理而来,译者希望本书能够对OptiBPM的使用者有所帮助,通过学习后能够较好的掌握OptiBPM软件的基本使用方法。由于译者水平有限,书中错误纰漏之处在所难免,敬请同行读者批评和指正
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:8UVLX 上海讯技光电科技有限公司
6d"dJV.\ 2021年4月
Z 2Fm=88 ohusL9D 目 录
"v4;m\g&: 1 入门指南 4
Y>Q9?>}Q 1.1 OptiBPM安装及说明 4
vV.'&."g 1.2 OptiBPM简介 5
yi%A*q~MT 1.3 光波导介绍 8
`7}6 1.4 快速入门 8
<I'kJ{" 2 创建一个简单的MMI耦合器 28
\\
M2_mT 2.1 定义MMI耦合器
材料 28
-cNh5~p= 2.2 定义布局设置 29
ymXR#E 2.3 创建一个MMI耦合器 31
t*y4)I !gR 2.4 插入input plane 35
gt6*x=RCrQ 2.5 运行模拟 39
&$jg *Kr 2.6 在OptiBPM_Analyzer中查看模拟结果 43
zTrAk5E 3 创建一个单弯曲器件 44
^"K 3.1 定义一个单弯曲器件 44
d|]F^DDuI 3.2 定义布局设置 45
cH'*J/ 3.3 创建一个弧形波导 46
4JFi|oK0H 3.4 插入入射面 49
LslQZ]3MY 3.5 选择输出数据文件 53
l/[@1(F 3.6 运行模拟 54
%Nd|VAe 3.7 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 57
1F-o3\ 4 创建一个MMI星形耦合器 60
~-lIOQ.v 4.1 定义MMI星形耦合器的材料 60
-w=rNlj 4.2 定义布局设置 61
tc\LK_@$/F 4.3 创建一个MMI星形耦合器 61
:Y(Yk5 4.4 插入输入面 62
;SeDxyKG 4.5 运行模拟 63
\`jFy[(Pa' 4.6 预览最大值 65
2{!'L'km 4.7 绘制波导 69
YTQ|Hg6jO 4.8 指定输出波导的路径 69
fo&q/;l\ 4.9 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 71
AvRZf-Geg 4.10 添加输出波导并预览仿真结果 72
_s (0P* 4.11 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 74
jpZX5_o 5 基于VB脚本进行
波长扫描 75
t= "EbPE 5.1 定义波导材料 75
.}kUD]pW 5.2 定义布局设置 76
M:6H%6eT 5.3 创建波导 76
Usk@{ 5.4 修改输入平面 77
qD7(+a 5.5 指定波导的路径 78
djqSW9 5.6 运行模拟 79
@jN!j*Y H 5.7 在OptiBPM_Simulator中预览模拟结果 81
/#20`;~F) 5.8 应用VB脚本进行模拟 82
MA.1t 5.9 在OptiBPM_Analyzer中查看模拟结果 84
$%`OJf*k 6 应用VB脚本设计一个3dB的耦合器 88
dP
T)& 6.1 定义3dB耦合器所需的材料 88
fW!~*Q 6.2 定义布局结构 89
x`{ni6} 6.3 绘制并定位波导 91
x^8x z5:O 6.4 生成布局脚本 95
&E.0!BuqV 6.5 插入和编辑输入面 97
s#&jE
GBug 6.6 运行模拟 98
]2QZ47 6.7 修改布局脚本 100
QB#f'X 6.8 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 102
"Vho`x3 7 应用预定义扩散过程 104
+Nv&Qu% 7.1 创建一个由钛在铌酸锂中扩散所形成的线性波导 104
Ooc,R( 7.2 定义布局设置 106
]?#f=/ 7.3 设计波导 107
j^llO1i/ 7.4 设置模拟参数 108
rVzjLkN^ 7.5 运行模拟 110
#~I%qa"_pa 7.6 基于钛和镁在铌酸锂中的扩散,创建一个掩埋波导 111
RQy|W}d_ 7.7 将模板以新的名称进行保存 111
KqcelI?-I 7.8 添加一个新的轮廓 111
S-gL]r3G8 7.9 创建上方的线性波导 112
<'v?WV_ 8 各向异性BPM 115
KNC!T@O|{# 8.1 定义材料 116
yb*SD! 8.2 创建轮廓 117
qXt2m 8.3 定义布局设置 118
NAZxM9 8.4 创建线性波导 120
F&lWO!4 8.5 设置模拟参数 121
_I<eJ\ 8.6 预览介电常数分量 122
{ogGi/8 8.7 创建输入面 123
/jC0[%~jV 8.8 运行各向异性BPM模拟 124
WUQ2[)< 9 创建一个chip-to-fiber对接耦合器 127
sw' 20I 9.1 定义chip-to-fiber对接耦合器的材料和波导 128
Fb*^GH)J 9.2 定义布局设置 130
Up`$U~%- 9.3 创建一个chip-to-fiber对接耦合器 130
KG'4;Z5J 9.4 编辑输入平面 132
9:!n'mn 9.5 设置模拟参数 134
',z'.t 9.6 运行模拟 135
8{6KWqG\ 10 电光调制器 138
``1#^ ` 10.1 定义电解质材料 139
8niQG'] 10.2 定义电极材料 140
j08G-_Gjn 10.3 定义轮廓 141
S!#7]wtbP 10.4 绘制波导 144
rMTtPuc2 10.5 绘制电极 147
r*>XkM& M 10.6 静电模拟 149
rD%(*|Y"c 10.7 电光模拟 151
8/-GrdyE 11 折射率(RI)扫描 155
O2:m)@ 11.1 定义材料和通道 155
k>K23(X 11.2 定义布局设置 157
.m7iXd{ 11.3 绘制线性波导 160
NrgN{6u; 11.4 插入输入面 160
bRLmJt98P 11.5 创建脚本 161
bV@53_)N2 11.6 运行模拟 163
TcpD*%wW 11.7 在OptiBPM_Analyzer中预览结果 163
_R8)%<E 12 应用用户自定义扩散轮廓 165
YXg:cXE8e 12.1 定义材料 165
VaZS_qGe: 12.2 创建参考轮廓 166
9C-F%te7 12.3 定义布局设置 166
>pv~$ 12.4 用户自定义轮廓 167
*B)>5r 12.5 根据参考轮廓检测用户自定义轮廓 170
n1y#gC 13 马赫-泽德干涉仪开关 172
Nq9Qsia& 13.1 定义材料 173
KVtnz 13.2 创建钛扩散轮廓 173
qOZc}J0 13.3 定义晶圆 174
n2Dnpe: 13.4 创建器件 175
\r324Bw>2 13.5 检查x-y切面的RI轮廓 177
Ny*M{}E 13.6 定义电极区域 178
UG
Fx 13.7 定义输入平面和模拟参数 182
~)tMR9=wX 13.8 运行模拟 182
fR5
NiH 13.9 创建脚本 184
G/Kz_Y, 14 应用OptiBPM和OptiSystem进行光集成
电路模拟-散射数据导出 186
WT'P[RU2 14.1 理论背景 186
,BW^j.7 14.2 波导Vertical Offset位置设置 189
+SrE 14.3 生成脚本数据 190
Gd%6lab 14.4 导出散射数据 193
}UXj|SY 14.5 创建臂 194
gSZNsiH 14.6 在OptiSystem内加载*.s文件 197
H<}<f: 14.7 加载两个臂的文件 200
&KbtW_ 14.8 在OptiSystem内完成布局 201
9{70l539 14.9 连接元件 202
A.
U< 14.10 运行模拟 203
"LaNXZ9 14.11 创建图以查看结果 204
~<Gs<c}z 有兴趣扫码加微咨询
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