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前 言 dGfWRqS] FUOvH85f 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。 IQ~()/;3d (;M"'.C 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。 CkflEmfe )a6i8b3 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。 8<G@s`* yZ 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。 fU8;CZnx ,L^L uw'7 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。 #z~oc^J^T vSyN_ AB?$ 《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 'nLv0.7* qI"mW@G~H 上海讯技光电科技有限公司 2021年4月 @s[bRp`gd V]8fn MH 目 录 L\B+j+~ 1 入门指南 4 Jv?e?U 1.1 OptiBPM安装及说明 4 rm
cy-}e 1.2 OptiBPM简介 5 p$=3&qR 6 1.3 光波导介绍 8 5N6%N1 1.4 快速入门 8 V:+}]"yJ, 2 创建一个简单的MMI耦合器 28 %DN&K 2.1 定义MMI耦合器材料 28 v{jl)?`~w 2.2 定义布局设置 29 7+fik0F 2.3 创建一个MMI耦合器 31 ;F:(5GBi 2.4 插入input plane 35 N,O[pTwj 2.5 运行模拟 39
r({(; 2.6 在OptiBPM_Analyzer中查看模拟结果 43 GphG/C ( 3 创建一个单弯曲器件 44 9X(bByEO 3.1 定义一个单弯曲器件 44 YnMph0\Y^ 3.2 定义布局设置 45 x=Ru@n K; 3.3 创建一个弧形波导 46 O{4m-; 3.4 插入入射面 49 m1<B6*iG" 3.5 选择输出数据文件 53 v
;9s 3.6 运行模拟 54 jv7zvp 3.7 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 57 g5"g,SFGr 4 创建一个MMI星形耦合器 60 B;@yOm= 4.1 定义MMI星形耦合器的材料 60 %iGME%oXr 4.2 定义布局设置 61 olJ9Kfc0 4.3 创建一个MMI星形耦合器 61 ^\CQWgY( 4.4 插入输入面 62 (I+-wki"e 4.5 运行模拟 63 LY|h*a6Ym 4.6 预览最大值 65 x}roPhZ 4.7 绘制波导 69 *=
D$ 4.8 指定输出波导的路径 69 eGE,zkj
FY 4.9 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 71 tsk}]@W 4.10 添加输出波导并预览仿真结果 72 khIh<-s! 4.11 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 74 *0iP*j/] 5 基于VB脚本进行波长扫描 75 f;b(W 5.1 定义波导材料 75 F3qi$ 3HM 5.2 定义布局设置 76 _A,m@BCz 5.3 创建波导 76 U/ZbE?it> 5.4 修改输入平面 77 z
XvWo6 5.5 指定波导的路径 78 h{! @^Q 5.6 运行模拟 79 h!Ka\By8# 5.7 在OptiBPM_Simulator中预览模拟结果 81
s9Xeh" 5.8 应用VB脚本进行模拟 82 "[8](3\v 5.9 在OptiBPM_Analyzer中查看模拟结果 84 cVz.ac 6 应用VB脚本设计一个3dB的耦合器 88 kY|_wDBSb\ 6.1 定义3dB耦合器所需的材料 88 55;xAsG 6.2 定义布局结构 89 $v^F>*I1 6.3 绘制并定位波导 91 ,4\vi| 6.4 生成布局脚本 95 |%tR#!&[:g 6.5 插入和编辑输入面 97 v-l):TL+= 6.6 运行模拟 98 Y,8M[UIK 6.7 修改布局脚本 100 F|PYDC 6.8 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 102 s<5t}{x 7 应用预定义扩散过程 104 "#9WF} 7.1 创建一个由钛在铌酸锂中扩散所形成的线性波导 104 9xSAWKr,l 7.2 定义布局设置 106 J0>Q+Y 7.3 设计波导 107 We9mkwK7C 7.4 设置模拟参数 108 1xx-}AIH# 7.5 运行模拟 110 LHacHv 7.6 基于钛和镁在铌酸锂中的扩散,创建一个掩埋波导 111 XJQ[aU"[]N 7.7 将模板以新的名称进行保存 111 X{ Nif G 7.8 添加一个新的轮廓 111 e8[*=& 7.9 创建上方的线性波导 112 h?TE$&CL? 8 各向异性BPM 115 U,]z)1#X| 8.1 定义材料 116 sFGXW 8.2 创建轮廓 117 :;JJvYIs 8.3 定义布局设置 118 qH-dT,`"{ 8.4 创建线性波导 120 )kkO:j 8.5 设置模拟参数 121 y /PEm)=Tt 8.6 预览介电常数分量 122 K=~h1qV: 8.7 创建输入面 123 }&!rIU 8.8 运行各向异性BPM模拟 124 Lb];P"2e+ 9 创建一个chip-to-fiber对接耦合器 127 ;~@2YPj 9.1 定义chip-to-fiber对接耦合器的材料和波导 128 p<![JeV 9.2 定义布局设置 130 !q/?t XM! 9.3 创建一个chip-to-fiber对接耦合器 130 Ii"cDH9 9.4 编辑输入平面 132 d8x$NW-s 9.5 设置模拟参数 134 2V 9.6 运行模拟 135 W0?yPP=. 10 电光调制器 138 o30PI 10.1 定义电解质材料 139 EatpORq 10.2 定义电极材料 140 YZoH{p9f 10.3 定义轮廓 141 }R
J2\CP 10.4 绘制波导 144 ypml22)kz 10.5 绘制电极 147 ]];7ozS)X 10.6 静电模拟 149 7lh%\ 10.7 电光模拟 151 Z|j8:Ohz 11 折射率(RI)扫描 155 ?G3OAx?< 11.1 定义材料和通道 155 )ei+ewVZ 11.2 定义布局设置 157 K_My4>~Il 11.3 绘制线性波导 160
PL
VF 11.4 插入输入面 160 SQliF[- 11.5 创建脚本 161 )`U T#5 11.6 运行模拟 163 mB!81%f%| 11.7 在OptiBPM_Analyzer中预览结果 163 B[Tw0rQ 12 应用用户自定义扩散轮廓 165 XL"e<P;t 12.1 定义材料 165 *D\nsJ*g 12.2 创建参考轮廓 166 =|jOio=s: 12.3 定义布局设置 166 m=n
V$H 12.4 用户自定义轮廓 167 4BCZ~_ 12.5 根据参考轮廓检测用户自定义轮廓 170 ^%_LA't'R 13 马赫-泽德干涉仪开关 172 ?n_Y_)9 13.1 定义材料 173 M
r@M~ - 13.2 创建钛扩散轮廓 173 +}:c+Z< 13.3 定义晶圆 174 Ds-%\@p 13.4 创建器件 175 ah}aL7dgO 13.5 检查x-y切面的RI轮廓 177 5v?6J#]2 13.6 定义电极区域 178 *rqih_j0 CqF<
BE 13.7 定义输入平面和模拟参数 182 1W-!f% 13.8 运行模拟 182 CwT52+Jb 13.9 创建脚本 184 20K<}:5t1 14 应用OptiBPM和OptiSystem进行光集成电路模拟-散射数据导出 186 "7gHn0e> 14.1 理论背景 186 gsAcn 14.2 波导Vertical Offset位置设置 189 LxG :?=O. 14.3 生成脚本数据 190 b9:E0/6
14.4 导出散射数据 193 ebQYk$@ 14.5 创建臂 194 v[~ U*#i 14.6 在OptiSystem内加载*.s文件 197 I]} MK? 14.7 加载两个臂的文件 200
D@0eYX4s 14.8 在OptiSystem内完成布局 201 .&L#%C 14.9 连接元件 202 AA@J~qd
u 14.10 运行模拟 203 PAqziq. 14.11 创建图以查看结果 204 =b;v:HC `
a@NYi6 .kBAUkL: QQ:2987619807 ; xs?^N|
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