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前 言 9H?er_6Yf n'0^l?V 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。 Ae:(_UJz D61CO-E(D 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。 g5R2a7 r#*kx# " 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。 xRW~xr2h@ Oi&.pY:X- 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。 q5?g/-_0[ cu(2BDfiL 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。 314PcSc ,xB&{J 《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 >>=lh 5Fm.] / 上海讯技光电科技有限公司 2021年4月 uQWJ7Xm lz@fXaZM 目 录 @Z~lM5n$8 1 入门指南 4 D4<nS<8 1.1 OptiBPM安装及说明 4 64>E|w 1.2 OptiBPM简介 5 R!;tF|] 1.3 光波导介绍 8 g}0}$WgH: 1.4 快速入门 8 FGu:8`c9 2 创建一个简单的MMI耦合器 28 ej>8$^y 2.1 定义MMI耦合器材料 28 oL>m}T 2.2 定义布局设置 29 y7dnXO!g9- 2.3 创建一个MMI耦合器 31 Q+)fI 2.4 插入input plane 35 6ND,4'6 2.5 运行模拟 39 s/UIo^m 2.6 在OptiBPM_Analyzer中查看模拟结果 43 bKj#HHy\I 3 创建一个单弯曲器件 44 XP
*pYN 3.1 定义一个单弯曲器件 44 sXOGIv 3.2 定义布局设置 45 q.FgX 3.3 创建一个弧形波导 46
2]C`S,) 3.4 插入入射面 49 X{\>TOk 3.5 选择输出数据文件 53 G!T)V2y 3.6 运行模拟 54 0[TZ$<v" 3.7 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 57 #sdW3m_% 4 创建一个MMI星形耦合器 60 E{sTxOI$ 4.1 定义MMI星形耦合器的材料 60 F=yrqRS= 4.2 定义布局设置 61 |Y|{9Osus 4.3 创建一个MMI星形耦合器 61 RS!~5nk5 4.4 插入输入面 62 G*uy@s: 4.5 运行模拟 63 Teu4 ; 4.6 预览最大值 65 .,(bDXl? 4.7 绘制波导 69 ]h~=lItTRZ 4.8 指定输出波导的路径 69 zz 7m\ 4.9 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 71 kX."|] 4.10 添加输出波导并预览仿真结果 72 JYOyz+wNd 4.11 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 74 .]0B=w* Z 5 基于VB脚本进行波长扫描 75 $Ll]h</Z 5.1 定义波导材料 75 3g9xTG);eA 5.2 定义布局设置 76 ==`K$rM 5.3 创建波导 76 sh[Yu 5.4 修改输入平面 77 _C~e(/=z 5.5 指定波导的路径 78 xcwyn\93) 5.6 运行模拟 79 EMzJJe{Cv 5.7 在OptiBPM_Simulator中预览模拟结果 81 Ke,UwYG2~G 5.8 应用VB脚本进行模拟 82 Y>geP+ - 5.9 在OptiBPM_Analyzer中查看模拟结果 84 _$PZID 6 应用VB脚本设计一个3dB的耦合器 88 =_I2ek 6.1 定义3dB耦合器所需的材料 88 qY`)W[ 6.2 定义布局结构 89 Mz#
&"WjF 6.3 绘制并定位波导 91 #P=rP= 6.4 生成布局脚本 95 5t#+UR 6.5 插入和编辑输入面 97 "pdmz+k8S 6.6 运行模拟 98 ?Z
{4iF 6.7 修改布局脚本 100 ~'KymarPU 6.8 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 102 >Jt,TMMlt 7 应用预定义扩散过程 104 ?Q[uIQ?dV 7.1 创建一个由钛在铌酸锂中扩散所形成的线性波导 104 A#M#JI-Y 7.2 定义布局设置 106 N~_GJw@ 7.3 设计波导 107 !}|n3wQ 7.4 设置模拟参数 108 5s_7P"&H 7.5 运行模拟 110 E ;65k Z 7.6 基于钛和镁在铌酸锂中的扩散,创建一个掩埋波导 111 $UavM| 7.7 将模板以新的名称进行保存 111 oh:q:St 7.8 添加一个新的轮廓 111 /9 NQ u 7.9 创建上方的线性波导 112 UhYeyT 8 各向异性BPM 115 SkBa- *MC 8.1 定义材料 116
<:0649ZB 8.2 创建轮廓 117 )9MmL-7K 8.3 定义布局设置 118 KlGPuGL 8.4 创建线性波导 120 ;E>5<[aa 8.5 设置模拟参数 121 <#<4A0: 8.6 预览介电常数分量 122 sufidi 8.7 创建输入面 123 e p~3e5 8.8 运行各向异性BPM模拟 124 -v.\CtpHv 9 创建一个chip-to-fiber对接耦合器 127 w'z?1M(* 9.1 定义chip-to-fiber对接耦合器的材料和波导 128 $'*@g1vY 9.2 定义布局设置 130 Gf\Dc 9.3 创建一个chip-to-fiber对接耦合器 130 2Un~Iy 9.4 编辑输入平面 132 %l%5Q;t 9.5 设置模拟参数 134 S.rlF1` 9.6 运行模拟 135 Da*=uW9 10 电光调制器 138 "- S2${ 10.1 定义电解质材料 139 }Iz'#I
Xx 10.2 定义电极材料 140 y`wTw/5N 10.3 定义轮廓 141 ]J+}WR 10.4 绘制波导 144 z=:<]j#= 10.5 绘制电极 147 3?SofPtc/ 10.6 静电模拟 149 T{3C3EE?] 10.7 电光模拟 151 87P{vf# 11 折射率(RI)扫描 155 m6tbN/EJZ 11.1 定义材料和通道 155 {.pR$]6B"+ 11.2 定义布局设置 157 ,L%\{bp5 11.3 绘制线性波导 160 S453oG" 11.4 插入输入面 160 Wm$(b2t 11.5 创建脚本 161 90L,. 11.6 运行模拟 163 QEK,mc3 11.7 在OptiBPM_Analyzer中预览结果 163 n.jF: 12 应用用户自定义扩散轮廓 165 {E1g+>< 12.1 定义材料 165 rTYDa3 12.2 创建参考轮廓 166 s `fIeP 12.3 定义布局设置 166 J/S 47J~ 12.4 用户自定义轮廓 167 \9;u.&$mNB 12.5 根据参考轮廓检测用户自定义轮廓 170 )k@W6N 13 马赫-泽德干涉仪开关 172 6wC|/J^ 13.1 定义材料 173 P/snzm|@ 13.2 创建钛扩散轮廓 173 FJKW=1=, 13.3 定义晶圆 174 7|LJwXQ- 13.4 创建器件 175 hNs970i 13.5 检查x-y切面的RI轮廓 177 =xcA4"k 13.6 定义电极区域 178 6}wXNTd 更多详情请加微联系 l0AgW_T
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