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前 言 AmK g;9LS H[N~)3x 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。 c
6/lfgN cd] X5)$h 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。 ]W7&ZpF jF-0 fK;)* 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。 3
<Zo{; A_+*b
[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。 g_)i)V syk,e4:oA 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。 )2J#pz?. $x2G/5? 《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 $E^*^({ 4"eeEs h 上海讯技光电科技有限公司 EGjzjuJu{ :<uCi\9( A+VzpJ~ |sB L(9 售价:280元 ]0g1P-&,U 有需要扫码加微信联系我,谢谢! zwK$ q=-: )6
K)UA 目 录 :-~x~ah- 1 入门指南 4 aZCxyoh + 1.1 OptiBPM安装及说明 4 }3R:7N`,| 1.2 OptiBPM简介 5 l#a*w 1.3 光波导介绍 8 *-gmWATC6 1.4 快速入门 8 yn04[PN2 2 创建一个简单的MMI耦合器 28 '8b=4mrbH 2.1 定义MMI耦合器材料 28 q,]57s 2.2 定义布局设置 29 29NP!W
/g 2.3 创建一个MMI耦合器 31 Nrc-@ ] 2.4 插入input plane 35
PRK*7-( 2.5 运行模拟 39 x)T07,3: 2.6 在OptiBPM_Analyzer中查看模拟结果 43 xt8@l
[Z
3 创建一个单弯曲器件 44 6e;8\1^ 3.1 定义一个单弯曲器件 44 X
iM{YZ`B 3.2 定义布局设置 45 +'UxO'v3] 3.3 创建一个弧形波导 46 $'b b)@_ 3.4 插入入射面 49 BA_l*h%=Cc 3.5 选择输出数据文件 53 aWb5w 3.6 运行模拟 54 i>;6Z s>S 3.7 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 57 3,Bm"'b6 4 创建一个MMI星形耦合器 60 3Ael 4.1 定义MMI星形耦合器的材料 60 j4h?" 4.2 定义布局设置 61 +N!/>w]n 4.3 创建一个MMI星形耦合器 61 >Yfo $S_ 4.4 插入输入面 62 sE0,b 4.5 运行模拟 63 nG"Ae8r 4.6 预览最大值 65 A{Q~@1 4.7 绘制波导 69 eb<'>a 4.8 指定输出波导的路径 69 s$VLVT*6
4.9 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 71 E5$uvxCI 4.10 添加输出波导并预览仿真结果 72 LdyE*u_ 4.11 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 74 IE&G7\>(yO 5 基于VB脚本进行波长扫描 75 -ha[xM05 5.1 定义波导材料 75 a0Q\]S 5.2 定义布局设置 76 VM"*@T 5.3 创建波导 76 T\L
LOx\ 5.4 修改输入平面 77 hj[sxC>z5 5.5 指定波导的路径 78 PSa"u5 O 5.6 运行模拟 79 qFjnuQ,w 5.7 在OptiBPM_Simulator中预览模拟结果 81
="]y^&(L( 5.8 应用VB脚本进行模拟 82 :N>s#{+"3 5.9 在OptiBPM_Analyzer中查看模拟结果 84 LU@+ O12 6 应用VB脚本设计一个3dB的耦合器 88 FBrJVaF 6.1 定义3dB耦合器所需的材料 88 <nn!9V\C 6.2 定义布局结构 89 '8fL)Zk 6.3 绘制并定位波导 91 9wv 7HD| 6.4 生成布局脚本 95 kk3G~o+ 6.5 插入和编辑输入面 97 XwdehyPhT2 6.6 运行模拟 98 ~ph>?xuw 6.7 修改布局脚本 100 eh$T
3_#q 6.8 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 102 Xr pnc7 7 应用预定义扩散过程 104 ;,:w%. 7.1 创建一个由钛在铌酸锂中扩散所形成的线性波导 104 ;EfREfk
7.2 定义布局设置 106 P3V}cGZ 7.3 设计波导 107 r$-]NYPi 7.4 设置模拟参数 108 {NV=k%MTmi 7.5 运行模拟 110 (1Ii86EP 7.6 基于钛和镁在铌酸锂中的扩散,创建一个掩埋波导 111 sxQMfbN 7.7 将模板以新的名称进行保存 111 JKs&!! 7.8 添加一个新的轮廓 111 +)TOcxF% 7.9 创建上方的线性波导 112 I`EgR?5 ` 8 各向异性BPM 115 XJi^gT N 8.1 定义材料 116 O.+X,CQG* 8.2 创建轮廓 117 8BwJWxBQ 8.3 定义布局设置 118 6o]X.plr 8.4 创建线性波导 120 `oo(\O7t= 8.5 设置模拟参数 121 G7H'OB
& 8.6 预览介电常数分量 122 ~UV$(5&- 8.7 创建输入面 123 -AU!c^-o 8.8 运行各向异性BPM模拟 124 JZB@K6 ~dO 9 创建一个chip-to-fiber对接耦合器 127 \~'+TW 9.1 定义chip-to-fiber对接耦合器的材料和波导 128 W=T,hOyh<W 9.2 定义布局设置 130 qW:\6aEG 9.3 创建一个chip-to-fiber对接耦合器 130 qct:xviH<| 9.4 编辑输入平面 132 2:& [r* 9.5 设置模拟参数 134 .(2ui~ed 9.6 运行模拟 135 h^"OC$ 10 电光调制器 138 |#-GH$.v 10.1 定义电解质材料 139 (.B+U'6 10.2 定义电极材料 140 |\
4cQ 10.3 定义轮廓 141 9dD;Z$x&Xk 10.4 绘制波导 144 ~b.e9FhdA 10.5 绘制电极 147 | WMq&-$D 10.6 静电模拟 149 F^|4nBd*ub 10.7 电光模拟 151 >R}p*=J 11 折射率(RI)扫描 155 w"K;e (S 11.1 定义材料和通道 155 H:M;H=0 11.2 定义布局设置 157 l@ W?qw 11.3 绘制线性波导 160 +cnBEv~y 11.4 插入输入面 160 p-o!K\o-1 11.5 创建脚本 161 knJoVo] 11.6 运行模拟 163 [boB4>. 11.7 在OptiBPM_Analyzer中预览结果 163 p8Wik<'^ 12 应用用户自定义扩散轮廓 165 \@HsMV2+zN 12.1 定义材料 165 wsLfp82 12.2 创建参考轮廓 166 YX:[],FP 12.3 定义布局设置 166 LdM9k( 12.4 用户自定义轮廓 167 w*"h#^1z 12.5 根据参考轮廓检测用户自定义轮廓 170 JgY#W1> 13 马赫-泽德干涉仪开关 172 L@HWm;aN 13.1 定义材料 173 \zPcnDB 13.2 创建钛扩散轮廓 173 +_LWN8F 13.3 定义晶圆 174 OwM.N+z#T 13.4 创建器件 175 Cn>RUGoUsI 13.5 检查x-y切面的RI轮廓 177 !%4&O 13.6 定义电极区域 178 ESAFsJ$r;
e[a?5,s2 13.7 定义输入平面和模拟参数 182 dLnMd0 13.8 运行模拟 182 5?n@.hcL 13.9 创建脚本 184 2{E"#}/ 14 应用OptiBPM和OptiSystem进行光集成电路模拟-散射数据导出 186 Lk~aMbw# 14.1 理论背景 186 k3wAbGp 14.2 波导Vertical Offset位置设置 189 +Tw ]u` 14.3 生成脚本数据 190 o|BEY3| 14.4 导出散射数据 193 &p2fMVWJ7 14.5 创建臂 194 Tp?l;DU 14.6 在OptiSystem内加载*.s文件 197 5<y pK`Kq 14.7 加载两个臂的文件 200 lP:ll])p2 14.8 在OptiSystem内完成布局 201 12,,gwh 14.9 连接元件 202 5E!G 14.10 运行模拟 203 JxM[LvVi 14.11 创建图以查看结果 204 gP?uLnzvi
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