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前 言 ]wKz E4Z/ dxZu2&gi 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。 @y82L8G/ @J5Jpt*IE 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。 )RO<o O TjHwjRa 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。 OCZ[D{i9@ $/=nU*pd 本书详细描述了各类光波导模型的创建以及分析方法,旨在帮助OptiBPM软件初学者快速学会常用的软件功能。本书主要参考OptiWave公司发布的案例以及相关操作手册翻译整理而成。 ccLq+a| tZ `z 本书第一章主要介绍了软件的安装方法以及软件的开发背景,第二~十三章,分别描述了如何创建以及分析常见的波导类器件,如MMI耦合器、MMI星形耦合器、3dB耦合器、电光调制器、Chip-to-Fiber对接耦合器、马赫泽德干涉仪等,并包含了创建各类波导的方法和分析方法,如参数扫描,脚本自定义等。第十四章主要描述了如何将OptiBPM设计的元器件,导入到OptiSystem(一款光通信系统模拟仿真软件)中做联合仿真,可以查看此元器件在光通信系统中的具体行为。 EhO|~A*R &v"3*.org@ 《OptiBPM入门指南》,是由上海讯技光电工程师翻译整理而来,译者希望本书能够对OptiBPM的使用者有所帮助,通过学习后能够较好的掌握OptiBPM软件的基本使用方法。由于译者水平有限,书中错误纰漏之处在所难免,敬请同行读者批评和指正 IkrF/$r FXzFHU/dP 上海讯技光电科技有限公司 aX~%5mF hSFn8mpXT NzU,va N Qb)C[5a} 售价:280元 ]J:1P`k. 有需要扫码加微信联系我,谢谢! &g.@u~SI1 0pJ
":Q/2) 目 录 MXzVgy 1 入门指南 4 uu}x@T@ 1.1 OptiBPM安装及说明 4 VxY+h`4# 1.2 OptiBPM简介 5 G7)Fk%> 1.3 光波导介绍 8 'Hi:
2Wh 1.4 快速入门 8 Ya;9]k8, 2 创建一个简单的MMI耦合器 28 $KLD2BAL 2.1 定义MMI耦合器材料 28 >m#e:[N 2.2 定义布局设置 29 Ea?XT&, 2.3 创建一个MMI耦合器 31 *P 3V 2.4 插入input plane 35 `5~ +,/Ys 2.5 运行模拟 39 $Bj;D=d@V 2.6 在OptiBPM_Analyzer中查看模拟结果 43 + +aL4: 3 创建一个单弯曲器件 44 w.lAQ5)I%\ 3.1 定义一个单弯曲器件 44 UN%Vg:= 3.2 定义布局设置 45 .Wq@gV 3.3 创建一个弧形波导 46 E@-KGsdhK 3.4 插入入射面 49 o99pHW(E 3.5 选择输出数据文件 53 rp6q?3=g 3.6 运行模拟 54 &BtK($ 3.7 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 57 ^{xeij/ 4 创建一个MMI星形耦合器 60 {5d9$v7k4 4.1 定义MMI星形耦合器的材料 60 E[O<S B
I 4.2 定义布局设置 61 NM0tp )h 4.3 创建一个MMI星形耦合器 61 OKi\zS 4.4 插入输入面 62 cwm_nQKk 4.5 运行模拟 63 !^v5-xO?rP 4.6 预览最大值 65 ~}!3G 4.7 绘制波导 69 +8v9flh 4.8 指定输出波导的路径 69 Fe.t/amS/ 4.9 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 71 MB%Q WU 4.10 添加输出波导并预览仿真结果 72 [tg^GOf ' 4.11 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 74 N? 5x9duK 5 基于VB脚本进行波长扫描 75 f+|$&p% 5.1 定义波导材料 75 "*;;H^d 5.2 定义布局设置 76 N<QjdD& 5.3 创建波导 76 H*bs31i{ 5.4 修改输入平面 77 ?%VI{[y#> 5.5 指定波导的路径 78 M;0]u.D*= 5.6 运行模拟 79 @xeAc0.^ 5.7 在OptiBPM_Simulator中预览模拟结果 81 >yXN,5d[ 5.8 应用VB脚本进行模拟 82
.AYj'Y 5.9 在OptiBPM_Analyzer中查看模拟结果 84 qim
'dp: 6 应用VB脚本设计一个3dB的耦合器 88 `xz<>g9e 6.1 定义3dB耦合器所需的材料 88 6Z`R#d #I 6.2 定义布局结构 89 y$3;$ R^ 6.3 绘制并定位波导 91 Wd0[%`dq 6.4 生成布局脚本 95 .`7cBsXH 6.5 插入和编辑输入面 97 FSRm| 6.6 运行模拟 98 ATy*^sc&" 6.7 修改布局脚本 100 rJa$9B*^ 6.8 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 102 (ZL sB{r^ 7 应用预定义扩散过程 104 gORJWQv 7.1 创建一个由钛在铌酸锂中扩散所形成的线性波导 104 XxDaz1 7.2 定义布局设置 106 U~W?s(Cy% 7.3 设计波导 107 :5/Uh/sX 7.4 设置模拟参数 108 Yk42(!
7.5 运行模拟 110 ~V/?H!r'{} 7.6 基于钛和镁在铌酸锂中的扩散,创建一个掩埋波导 111 GZ{]0$9I' 7.7 将模板以新的名称进行保存 111 oQv3GpO 7.8 添加一个新的轮廓 111 L{E^?iX 7.9 创建上方的线性波导 112 bWZbG{Y. 8 各向异性BPM 115 Kf 2jD4z} 8.1 定义材料 116 `]LSbS 8.2 创建轮廓 117 BC,.^"fA6 8.3 定义布局设置 118 be e5 8.4 创建线性波导 120 lNv".Y=l 8.5 设置模拟参数 121 .>wv\i[p 8.6 预览介电常数分量 122 DAg58
=qJ 8.7 创建输入面 123 MG /,== 8.8 运行各向异性BPM模拟 124 BSq)RV/3 9 创建一个chip-to-fiber对接耦合器 127 \uME+NF 9.1 定义chip-to-fiber对接耦合器的材料和波导 128 .[u>V 9.2 定义布局设置 130 |v[ Rp=?] 9.3 创建一个chip-to-fiber对接耦合器 130 bu&t'?zx! 9.4 编辑输入平面 132 p#SY /KIw 9.5 设置模拟参数 134 0aoHKeP 9.6 运行模拟 135 5/gDK+%4D( 10 电光调制器 138 Y%|@R3[Nk 10.1 定义电解质材料 139 @\w,otT 10.2 定义电极材料 140 _SACqamo5s 10.3 定义轮廓 141 (_r EAEo 10.4 绘制波导 144 '!P"xBVAu 10.5 绘制电极 147 cst}Ibfi 10.6 静电模拟 149 LkLN7| 10.7 电光模拟 151 9'x)M?{8 11 折射率(RI)扫描 155 )2DQ>cm 11.1 定义材料和通道 155 \@}#Gez 11.2 定义布局设置 157 CSV;+,Vv 11.3 绘制线性波导 160 p"*y58 11.4 插入输入面 160 ?R-9W+U%f 11.5 创建脚本 161 cL8#S>>u. 11.6 运行模拟 163 wh:1PP 11.7 在OptiBPM_Analyzer中预览结果 163 e4I^!5)N 12 应用用户自定义扩散轮廓 165 r}u%#G+K, 12.1 定义材料 165 ~|wos-nM 12.2 创建参考轮廓 166 hF3&i=;. 12.3 定义布局设置 166 Jti(b*~ 12.4 用户自定义轮廓 167 T\VNqs@ 12.5 根据参考轮廓检测用户自定义轮廓 170 ?3Ij*}_O2 13 马赫-泽德干涉仪开关 172 0W`LVue 13.1 定义材料 173 Px5t,5xT8 13.2 创建钛扩散轮廓 173 mL~z~w*s 13.3 定义晶圆 174 8hA^`Y 13.4 创建器件 175
u@p? 13.5 检查x-y切面的RI轮廓 177 hNXBVIL<& 13.6 定义电极区域 178 e75UMWaeC 0aR,H[r[? 13.7 定义输入平面和模拟参数 182 Gjz[1d 13.8 运行模拟 182 P6Bl
*@G 13.9 创建脚本 184 qQ7w&9r.M 14 应用OptiBPM和OptiSystem进行光集成电路模拟-散射数据导出 186 z"DkFvA 14.1 理论背景 186 )a=/8ofe 14.2 波导Vertical Offset位置设置 189 bg?"ILpk 14.3 生成脚本数据 190 +:6Ii9GN 14.4 导出散射数据 193 V 'X;jC 14.5 创建臂 194 v&g0ta@ 14.6 在OptiSystem内加载*.s文件 197 Ni*Wz*o 14.7 加载两个臂的文件 200 P&*sB%B 14.8 在OptiSystem内完成布局 201 %Y4e9T". 14.9 连接元件 202 7:h!Wj-a] 14.10 运行模拟 203 6Ggs JU 14.11 创建图以查看结果 204 gLL-VvJ[
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