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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。 &)pK%SAM 7);:ZpDv%L 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。 lr2rQo> @+_&Y] 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。 (XH2Sy WjMS5^ _ 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。 uvA(Rn +^6}
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。 y@wF_WX2 }xFi&
< 《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 !CjqL~ ,kgF2K! 上海讯技光电科技有限公司 2021年4月 =w<v3 wWN4 e(1k0W4B 目 录 ?G?gy2 1 入门指南 4 mo1
puU 1.1 OptiBPM安装及说明 4 XtBMp=7Oa 1.2 OptiBPM简介 5 iS@\ =CK 1.3 光波导介绍 8 4(vyp.f 1.4 快速入门 8 5eX59:vtl 2 创建一个简单的MMI耦合器 28 tL0`Rvl 2.1 定义MMI耦合器材料 28 gUB{Bh($Y 2.2 定义布局设置 29 83.E0@$ 2.3 创建一个MMI耦合器 31
P
,K\ 2.4 插入input plane 35 tiLu75vj 2.5 运行模拟 39 A2x;fgi 2.6 在OptiBPM_Analyzer中查看模拟结果 43 /'y5SlE[J 3 创建一个单弯曲器件 44 F?Or;p5`Y 3.1 定义一个单弯曲器件 44 U '[?9/T 3.2 定义布局设置 45 |t\|:E>" } 3.3 创建一个弧形波导 46 l9{#sas 3.4 插入入射面 49 .F0]6#( 3.5 选择输出数据文件 53 ykq'g| 3.6 运行模拟 54 ]Qi,j#X 3.7 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 57 c!&Qj 4 创建一个MMI星形耦合器 60 :G'xi2bs 4.1 定义MMI星形耦合器的材料 60 9u wL{P& 4.2 定义布局设置 61 JZ`L% 4.3 创建一个MMI星形耦合器 61 ui'F'"tPz 4.4 插入输入面 62 OoP@-D"e 4.5 运行模拟 63 n_$yV:MuT! 4.6 预览最大值 65 Ohl} X 1 4.7 绘制波导 69 )-&nxOP 4.8 指定输出波导的路径 69 FsCwF&/q 4.9 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 71 =sQ(iso%f 4.10 添加输出波导并预览仿真结果 72 ID8k/t! 4.11 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 74 Jm![W8L 5 基于VB脚本进行波长扫描 75 \_oy$>; 5.1 定义波导材料 75 \Tq"mw9P 5.2 定义布局设置 76 $cK^23H/Fj 5.3 创建波导 76 0->/`/xm 5.4 修改输入平面 77 Bt>}LLBS2 5.5 指定波导的路径 78 vmKTF!; 5.6 运行模拟 79 6tOi^+qN 5.7 在OptiBPM_Simulator中预览模拟结果 81 Mr6E/7g% 5.8 应用VB脚本进行模拟 82 s!h5hwBY 5.9 在OptiBPM_Analyzer中查看模拟结果 84 -
8syjKTg 6 应用VB脚本设计一个3dB的耦合器 88 3kLOoL? 6.1 定义3dB耦合器所需的材料 88 Riql,g/ 6.2 定义布局结构 89 4/L>&%8V 6.3 绘制并定位波导 91 ZBj6KqfST% 6.4 生成布局脚本 95 !C7<sZ`C 6.5 插入和编辑输入面 97 uFe'$vI 6.6 运行模拟 98 PN\V[#nS 6.7 修改布局脚本 100 e?)yb^7K 6.8 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 102 0]a1 5 7 应用预定义扩散过程 104 ?"@ET9 7.1 创建一个由钛在铌酸锂中扩散所形成的线性波导 104 N^@
\tg= 7.2 定义布局设置 106 ;4d.)-<No_ 7.3 设计波导 107 N&B>#: 7.4 设置模拟参数 108 * NMQ 7.5 运行模拟 110 Am7| / 7.6 基于钛和镁在铌酸锂中的扩散,创建一个掩埋波导 111 fH!=Zb_{8 7.7 将模板以新的名称进行保存 111 DS
1JF 7.8 添加一个新的轮廓 111 %)IrXz>Zh 7.9 创建上方的线性波导 112 |'@[N, 8 各向异性BPM 115 ry,}F@P& 8.1 定义材料 116 z1vni'%J 8.2 创建轮廓 117 -~'kP /E^ 8.3 定义布局设置 118 $Z7:#cZ Y 8.4 创建线性波导 120 --/-D5 8.5 设置模拟参数 121 sUda
8.6 预览介电常数分量 122 W}k[slqZA 8.7 创建输入面 123 3^H/LWx`{] 8.8 运行各向异性BPM模拟 124 dKe@JQ+-z 9 创建一个chip-to-fiber对接耦合器 127 %EB;1 9.1 定义chip-to-fiber对接耦合器的材料和波导 128 +GPd 9.2 定义布局设置 130 a&:>Ped" 9.3 创建一个chip-to-fiber对接耦合器 130 7h1"^}M& 9.4 编辑输入平面 132 Lnx2xoNk 9.5 设置模拟参数 134 vUfO4yfdg 9.6 运行模拟 135 oF&IC
j0 10 电光调制器 138 t!savp 10.1 定义电解质材料 139 q5gP~*? 10.2 定义电极材料 140 lDU#7\5. 10.3 定义轮廓 141 cV(H<"I 10.4 绘制波导 144 7n>|D^ 10.5 绘制电极 147 [5pn@o 10.6 静电模拟 149 GsRt5?X/* 10.7 电光模拟 151 ]h!*T{: 11 折射率(RI)扫描 155 F$C+R&V_ 11.1 定义材料和通道 155 T;%+ ]:w< 11.2 定义布局设置 157 Vdy\4 nu( 11.3 绘制线性波导 160 &0h=4i=6r 11.4 插入输入面 160 ;l#?SYY 11.5 创建脚本 161 5YLho2h38! 11.6 运行模拟 163 =KW|#]RB^ 11.7 在OptiBPM_Analyzer中预览结果 163 `0[fLEm 12 应用用户自定义扩散轮廓 165 tJG (* 12.1 定义材料 165 C0f[eA 12.2 创建参考轮廓 166 L]a|vp 12.3 定义布局设置 166 Vg) ^| 12.4 用户自定义轮廓 167 0Sz/c+ 6 12.5 根据参考轮廓检测用户自定义轮廓 170 tpd|y| 13 马赫-泽德干涉仪开关 172 x6~Fb~aP 13.1 定义材料 173 uyvs kz\ 13.2 创建钛扩散轮廓 173 aEZJNWv 13.3 定义晶圆 174 _BCT.ual 13.4 创建器件 175 I@c0N*( 13.5 检查x-y切面的RI轮廓 177 5\5~L 13.6 定义电极区域 178 hAYQ6g$A 了解详情可以加我微信 s~#?9vW V?o&])?[
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