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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。 6^n0[7 1s*.A6EP" 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。 zYv#:>C8 Rqy0Q8K< 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。 p!V>XY'N^ qG/fE'(j& 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。 1w0OKaF5 ;.Ie#Vr1N 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。 (j"( C"qU-&*v 《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 nL}5cPI FvuGup`w 上海讯技光电科技有限公司 2021年4月 ow;R$5G h~,JdDV8l* 目 录 R%H$%cnj 1 入门指南 4 nGf);U#K 1.1 OptiBPM安装及说明 4 &G >(9 1.2 OptiBPM简介 5 $]&(7@'qo 1.3 光波导介绍 8 yag}fQ(XH 1.4 快速入门 8 ZC4*{ 2 创建一个简单的MMI耦合器 28 MfBdNdox7 2.1 定义MMI耦合器材料 28 Q U
F$@)A 2.2 定义布局设置 29 5ZPzPUa8~ 2.3 创建一个MMI耦合器 31 Gy Qm/I 2.4 插入input plane 35 \#x}q'BC4 2.5 运行模拟 39 qxJQPz 2.6 在OptiBPM_Analyzer中查看模拟结果 43 eL.7#SIr} 3 创建一个单弯曲器件 44 pA#}-S% 3.1 定义一个单弯曲器件 44 R,!Q
Zxmg 3.2 定义布局设置 45 o:dR5v 3.3 创建一个弧形波导 46 "$5\, 3.4 插入入射面 49 Ti;Ijcq8 3.5 选择输出数据文件 53 Lx U={Y0 3.6 运行模拟 54 _0 snAt^iC 3.7 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 57 hc$@J}` 4 创建一个MMI星形耦合器 60 '69ZdP/xX 4.1 定义MMI星形耦合器的材料 60 p'?w2YN/ 4.2 定义布局设置 61 |"$uRV=qm 4.3 创建一个MMI星形耦合器 61 Zx?b<"k 4.4 插入输入面 62 ,Ci/xnI 4.5 运行模拟 63 +f;CyMEp 4.6 预览最大值 65 HT_TP q 4.7 绘制波导 69 <;t)6:N\ 4.8 指定输出波导的路径 69 nxap\Lf 4.9 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 71 $\Tkhq< 4.10 添加输出波导并预览仿真结果 72 6vf\R*D|A 4.11 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 74 g#K'6VK{ 5 基于VB脚本进行波长扫描 75 1(GHCxA8G 5.1 定义波导材料 75 }GnwY97 5.2 定义布局设置 76 } i)$n(A)K 5.3 创建波导 76 ]&i+!$N_ 5.4 修改输入平面 77 D;F{1[s( 5.5 指定波导的路径 78 Zq ot{s 5.6 运行模拟 79 )yb+M ez 5.7 在OptiBPM_Simulator中预览模拟结果 81 c;I, O 5.8 应用VB脚本进行模拟 82 ;+I4&VieK 5.9 在OptiBPM_Analyzer中查看模拟结果 84 &,-p',\- 6 应用VB脚本设计一个3dB的耦合器 88 e}cnX`B 6.1 定义3dB耦合器所需的材料 88 s3lwu :4f 6.2 定义布局结构 89 -lRhz!E] 6.3 绘制并定位波导 91 Oz:ZQ M 6.4 生成布局脚本 95 JK~ m(oQ 6.5 插入和编辑输入面 97 ;
a/cty0Ch 6.6 运行模拟 98 X`\:_| 6.7 修改布局脚本 100 kJ: 2;t= 6.8 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 102 .1*DR]^` 7 应用预定义扩散过程 104 m<3v)R[> 7.1 创建一个由钛在铌酸锂中扩散所形成的线性波导 104 Ew^ @Aq 7.2 定义布局设置 106 7-9;PkGG.A 7.3 设计波导 107 /'>;JF 7.4 设置模拟参数 108 }Pg'
vJW 7.5 运行模拟 110 h<[+HsI 7.6 基于钛和镁在铌酸锂中的扩散,创建一个掩埋波导 111 ?Nl"sVCo 7.7 将模板以新的名称进行保存 111 bEr.nF 7.8 添加一个新的轮廓 111 FyEDt@J 7.9 创建上方的线性波导 112 ,\hYEup 8 各向异性BPM 115 /?zW<QUI 8.1 定义材料 116 6|;0ax4:P 8.2 创建轮廓 117 liNON 8.3 定义布局设置 118 Wm6dQQ;Bj 8.4 创建线性波导 120 It
2UfW 8.5 设置模拟参数 121 VvgN3e[ 8.6 预览介电常数分量 122
'=TTa 8.7 创建输入面 123 u2`xC4>c 8.8 运行各向异性BPM模拟 124 3GmK3uM 9 创建一个chip-to-fiber对接耦合器 127 9 |K*G~J 9.1 定义chip-to-fiber对接耦合器的材料和波导 128 S+*cbA{J| 9.2 定义布局设置 130 s%dF~DSK 9.3 创建一个chip-to-fiber对接耦合器 130 ":&|[9/ 9.4 编辑输入平面 132 )Ul&1UYA 9.5 设置模拟参数 134 8SD}nFQ 9.6 运行模拟 135 f
Lk"tW 10 电光调制器 138 TSyzdnMvz 10.1 定义电解质材料 139 V}`M<A6: 10.2 定义电极材料 140 pa]
TeH 10.3 定义轮廓 141 L+Nsi~YVq 10.4 绘制波导 144 jCWu\Oe 10.5 绘制电极 147 X"J%R/f 10.6 静电模拟 149 nJ# XVlHc 10.7 电光模拟 151 q=[U}{ 11 折射率(RI)扫描 155 `p"U 11.1 定义材料和通道 155 )b9I@)C 11.2 定义布局设置 157 UIw?;:Y 11.3 绘制线性波导 160 mahi7eU
P 11.4 插入输入面 160 *Ypq q 11.5 创建脚本 161 x\;GoGsez 11.6 运行模拟 163 $wXih#7 11.7 在OptiBPM_Analyzer中预览结果 163 0P:F97"1, 12 应用用户自定义扩散轮廓 165 p[P[#IeL 12.1 定义材料 165 WB"$u2{|i 12.2 创建参考轮廓 166 cJ4S! 12.3 定义布局设置 166 j[T%'% 12.4 用户自定义轮廓 167 k <}I<Or 12.5 根据参考轮廓检测用户自定义轮廓 170 F r/QW7B5 13 马赫-泽德干涉仪开关 172 ArdJ." 13.1 定义材料 173 5k`e^ARf 13.2 创建钛扩散轮廓 173 y84XoDQ 13.3 定义晶圆 174 ) hPVX()O! 13.4 创建器件 175 Hrv),Ce 13.5 检查x-y切面的RI轮廓 177 rH^/8|}&s 13.6 定义电极区域 178 ks^|> 了解详情可以加我微信 &@oq~j_7 3V!x?H$
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