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前 言 ).O\O)K H/ B^N,oi 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。 Bm2}\KOI 1^Y:XJ73 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。 9\W5
4 I]/ 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。 0B!mEg t9=|* =;9) 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。 cl9;2D"Zm! AyI}LQm]u 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。 ?_<UOb* F".IB^}$ 《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 R'$ T6FB5 jv?aB 上海讯技光电科技有限公司 JUUF^/J ^b/q|(Nu& wft:eQ LTlC}3c28f 售价:280元 6iAc@ 有需要扫码加微信联系我,谢谢! ^ZViQ$a"h; nk?xNe4 目 录 N]P*6sf-6 1 入门指南 4 NVM2\fs 1.1 OptiBPM安装及说明 4 1.cUolnr 1.2 OptiBPM简介 5 tMs|UC 1.3 光波导介绍 8 SieV%T0t1 1.4 快速入门 8 w7]p9B 2 创建一个简单的MMI耦合器 28 k)4lX|}Vm 2.1 定义MMI耦合器材料 28 ^.$r1/U 2.2 定义布局设置 29 Wb-'E%K 2.3 创建一个MMI耦合器 31 ]|\>O5eeu 2.4 插入input plane 35 D}
<o<Dk 2.5 运行模拟 39 dpOL1rrE 2.6 在OptiBPM_Analyzer中查看模拟结果 43 'E6gEJ 3 创建一个单弯曲器件 44 myo~Qqt? 3.1 定义一个单弯曲器件 44 r^Rcjyc1 3.2 定义布局设置 45 5)zj){wL 3.3 创建一个弧形波导 46 <45dy5!Tz 3.4 插入入射面 49 j2v[-N4 {J 3.5 选择输出数据文件 53 G^eFS; 3.6 运行模拟 54 i|! 9o: 3.7 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 57 k=q%FlE 4 创建一个MMI星形耦合器 60 R~mMGz 4.1 定义MMI星形耦合器的材料 60 RBp(dKxM$w 4.2 定义布局设置 61 *Uw# 4.3 创建一个MMI星形耦合器 61 9!/1F ! 4.4 插入输入面 62 Ss#{K; 4.5 运行模拟 63 J$=b&$I( 4.6 预览最大值 65 n;T 4.7 绘制波导 69 3@WI*PMc 4.8 指定输出波导的路径 69 ,EJ [I^ 4.9 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 71 Jhq5G" 4.10 添加输出波导并预览仿真结果 72 >C d&K9H 4.11 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 74 [T?6~^m= 5 基于VB脚本进行波长扫描 75 . R8W< 5.1 定义波导材料 75 \#*;H|U.x 5.2 定义布局设置 76 -,CndRKx 5.3 创建波导 76 'H-YFB$l 5.4 修改输入平面 77 ba:du
|Ec 5.5 指定波导的路径 78 LYo7?rp 5.6 运行模拟 79 >IydXmTy 5.7 在OptiBPM_Simulator中预览模拟结果 81 5r}(|86O/ 5.8 应用VB脚本进行模拟 82 V?=zuB?' 5.9 在OptiBPM_Analyzer中查看模拟结果 84 nhaoh!8A6 6 应用VB脚本设计一个3dB的耦合器 88 O%h
97^%k 6.1 定义3dB耦合器所需的材料 88 $ax%K?MBD 6.2 定义布局结构 89 )(
jNd&H 6.3 绘制并定位波导 91 aNf3 R; * 6.4 生成布局脚本 95 sn-+F%[ 6.5 插入和编辑输入面 97 (Y@|h%1W 6.6 运行模拟 98 G5@fqh6ws 6.7 修改布局脚本 100 N#-\JlJ) 6.8 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 102 )ZT0zIG 7 应用预定义扩散过程 104 N`GwL
aF 7.1 创建一个由钛在铌酸锂中扩散所形成的线性波导 104 vT<wd# 7.2 定义布局设置 106 ?ut juMdl 7.3 设计波导 107 rVW'KN 7.4 设置模拟参数 108 MvwJ(3 7.5 运行模拟 110 [#h!3d|?B 7.6 基于钛和镁在铌酸锂中的扩散,创建一个掩埋波导 111 iKTU28x 7.7 将模板以新的名称进行保存 111 Dve5m= 7.8 添加一个新的轮廓 111
l e/#J 7.9 创建上方的线性波导 112 &ZFAUE,[ 8 各向异性BPM 115 c15^<6]g 8.1 定义材料 116 +OP:"Q_# 8.2 创建轮廓 117 D`@U[ `Sw 8.3 定义布局设置 118 SPm5tU 8.4 创建线性波导 120 Tk=3"y+u[ 8.5 设置模拟参数 121 +s 0Bt ' 8.6 预览介电常数分量 122 <(lSNGv5N 8.7 创建输入面 123 u5B/Em7,0 8.8 运行各向异性BPM模拟 124 `r bqYU0 9 创建一个chip-to-fiber对接耦合器 127 ?)<XuMh 9.1 定义chip-to-fiber对接耦合器的材料和波导 128 ^\9G{}VY 9.2 定义布局设置 130 xa^HU~ 9.3 创建一个chip-to-fiber对接耦合器 130 @+vTGjHA 9.4 编辑输入平面 132 )/^$JYz 9.5 设置模拟参数 134 H/I`c>Zn 9.6 运行模拟 135 c|a|z}(/J 10 电光调制器 138 ]xeyXw84k 10.1 定义电解质材料 139 L2A#OZZu 10.2 定义电极材料 140 cf3c+.o 10.3 定义轮廓 141 C)kQi2T 10.4 绘制波导 144 8-l Y6M\R\ 10.5 绘制电极 147 FDC{8e 10.6 静电模拟 149 -k{R<L
10.7 电光模拟 151 6KTY`'I 11 折射率(RI)扫描 155 0PbIWy' 11.1 定义材料和通道 155 z=pV{' 11.2 定义布局设置 157 p&27|1pZm 11.3 绘制线性波导 160 !\uk b 11.4 插入输入面 160 -+Dvyr 11.5 创建脚本 161 ^( VB5p
11.6 运行模拟 163 9\0 K%LL 11.7 在OptiBPM_Analyzer中预览结果 163 mR@Xt# 12 应用用户自定义扩散轮廓 165 1"6k5wrIA 12.1 定义材料 165 a][Z;g 12.2 创建参考轮廓 166 1uQf} 12.3 定义布局设置 166 PFw"ICs 12.4 用户自定义轮廓 167 j06oAer 9 12.5 根据参考轮廓检测用户自定义轮廓 170 Q^Z}Y~. 13 马赫-泽德干涉仪开关 172 |O2PcYNu 13.1 定义材料 173 MF(~!SOIG 13.2 创建钛扩散轮廓 173 wpI4P: 13.3 定义晶圆 174 Q~{@3<yEI 13.4 创建器件 175 P9^h>sV 13.5 检查x-y切面的RI轮廓 177 }O{"qs#) 13.6 定义电极区域 178 Al]9/ML/m 21 j+c{O 13.7 定义输入平面和模拟参数 182 uK5Px! 13.8 运行模拟 182 pwC/&bu 13.9 创建脚本 184 xU"qB24]= 14 应用OptiBPM和OptiSystem进行光集成电路模拟-散射数据导出 186 4e t#Q 14.1 理论背景 186 d2C:3-4 14.2 波导Vertical Offset位置设置 189 SLo/7$rct 14.3 生成脚本数据 190 ".ZiR7Z:$Y 14.4 导出散射数据 193 !m2k0|9 14.5 创建臂 194 R<Tzt'z 14.6 在OptiSystem内加载*.s文件 197 c y$$} 14.7 加载两个臂的文件 200 l$KcS&{w9 14.8 在OptiSystem内完成布局 201 `pUArqf 14.9 连接元件 202 'wt|buu-H 14.10 运行模拟 203 <k5~z( 14.11 创建图以查看结果 204 t_Wn<)XA
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