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前 言 wpdEI( 3D09P5$W 随着时代的发展,人们对光网络带宽的需求越来越高,光通信网络也越来越复杂。各类光通信系统中,存在着许多的波导类元件,如分束器,耦合器,复用器,AWG等,这些元件在整个光通信系统中起着至关重要的作用。而此类光波导器件研发人员,可以使用OptiBPM来对相关的元器件进行模拟分析与设计,这可以大大降低时间成本和物料成本。 {5tEsv "0 PN OptiBPM是基于光束传输算法(BPM-矢量BPM、半矢量BPM以及标量BPM)来模拟光通过任意波导介质(各向同性与各向异性)。并可使用合适的数值方法,如Crank-Nicholson方法和Scheme Parameter以及ADI,来进行计算,计算过程中可以使用合适的边界条件,如TBC和PML边界条件,以完成整个波导结构的仿真和分析,获得任意位置处的电磁场分布。 uF3p1by zl#&Qm4Ot 通过OptiBPM,科研人员可以同时观察近场分布(包含幅度、相位等),检测辐射以及方向场(Guided Field)。OptiBPM能够提升科研人员在波导器件设计的效率,减小风险并降低整体研发产品成本。 Z8dN0AqZ POg0=32 本书详细描述了各类光波导模型的创建以及分析方法,旨在帮助OptiBPM软件初学者快速学会常用的软件功能。本书主要参考OptiWave公司发布的案例以及相关操作手册翻译整理而成。 *T2&$W|_a N
evvA(M 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。 q\HBAry L{0OMyUA 《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 ,WDAcQ8\ Lr\ B 上海讯技光电科技有限公司 2021年4月 s=~7m.m "A1yqK 目 录 KW6" +,Th 1 入门指南 4 B*iz+"H 1.1 OptiBPM安装及说明 4 gcCYXPZp 1.2 OptiBPM简介 5 ^%X\ }>< 1.3 光波导介绍 8 F Hcqu_;J 1.4 快速入门 8 g~H?l3v 2 创建一个简单的MMI耦合器 28 u[|S*(P 2.1 定义MMI耦合器材料 28 l/UG+7 2.2 定义布局设置 29 2[YD& 2.3 创建一个MMI耦合器 31 T\s#-f[x 2.4 插入input plane 35 +95dz?~ 2.5 运行模拟 39 @?=)}2=|?i 2.6 在OptiBPM_Analyzer中查看模拟结果 43 x71!r 3 创建一个单弯曲器件 44 2P=~3g* 3.1 定义一个单弯曲器件 44 %=<NqINM[ 3.2 定义布局设置 45 h%^kA@3F 3.3 创建一个弧形波导 46 I64:-P[\ 3.4 插入入射面 49 7%}3Ghc% 3.5 选择输出数据文件 53 WI!z92qq[ 3.6 运行模拟 54 +}0*_VW 3.7 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 57 H.[&gm}p> 4 创建一个MMI星形耦合器 60 [}>6n72gNh 4.1 定义MMI星形耦合器的材料 60 p33GKg0i+( 4.2 定义布局设置 61 _w/N[E 4.3 创建一个MMI星形耦合器 61 +sl uu!~ 4.4 插入输入面 62 `6sQlCOnF 4.5 运行模拟 63 ![!b^:f 4.6 预览最大值 65 KJC9^BAr 4.7 绘制波导 69 &2]D+aL|h 4.8 指定输出波导的路径 69 "#k(V=y 4.9 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 71 RS02>$jo 4.10 添加输出波导并预览仿真结果 72 N,,2VSUr 4.11 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 74 cRr `r[t 5 基于VB脚本进行波长扫描 75 P]x+Q 5.1 定义波导材料 75 % P)}(e6y 5.2 定义布局设置 76 "wC5hj] 5.3 创建波导 76 VEEeQy 5.4 修改输入平面 77 TXl9c6 5.5 指定波导的路径 78 `gs,JJ6N 5.6 运行模拟 79 0i`Zy! 5.7 在OptiBPM_Simulator中预览模拟结果 81 ZxPAu% Y 5.8 应用VB脚本进行模拟 82 BvR3Oi@Wc 5.9 在OptiBPM_Analyzer中查看模拟结果 84 j77}{5@p 6 应用VB脚本设计一个3dB的耦合器 88 G ]By_ 6.1 定义3dB耦合器所需的材料 88 h1o+7 6.2 定义布局结构 89 Ol[IC 6.3 绘制并定位波导 91 =xet+;~ji 6.4 生成布局脚本 95 &Q+V I/p 6.5 插入和编辑输入面 97 #p`7gFl 6.6 运行模拟 98 QaBXzf
6.7 修改布局脚本 100 OBSJbDqT 6.8 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 102 J*C*]( 7 应用预定义扩散过程 104 (UT*T 7.1 创建一个由钛在铌酸锂中扩散所形成的线性波导 104 {*$J&{6V 7.2 定义布局设置 106 B:.;:AEbT 7.3 设计波导 107 R_&z2I 7.4 设置模拟参数 108 g|_*(=Q 7.5 运行模拟 110 }0>/G?2Yp
7.6 基于钛和镁在铌酸锂中的扩散,创建一个掩埋波导 111 M=`Se&-M 7.7 将模板以新的名称进行保存 111 *~^^A9C8 7.8 添加一个新的轮廓 111 *{s[$}uQ 7.9 创建上方的线性波导 112 L1 VTq9[3 8 各向异性BPM 115 .WE0T|qDX 8.1 定义材料 116 N<(`+? 8.2 创建轮廓 117 Hv*O9!cC 8.3 定义布局设置 118 qW >J-,61/ 8.4 创建线性波导 120 g(H3arb& 8.5 设置模拟参数 121 4344PBj 8.6 预览介电常数分量 122 rep"xV&|>o 8.7 创建输入面 123 FCJ(D! 8.8 运行各向异性BPM模拟 124 L"/ato 9 创建一个chip-to-fiber对接耦合器 127
m:Abq`C 9.1 定义chip-to-fiber对接耦合器的材料和波导 128 7Z3qaXPH 9.2 定义布局设置 130 m/nn}+*C 9.3 创建一个chip-to-fiber对接耦合器 130 rP4@K%F9jB 9.4 编辑输入平面 132 >GUTno$J 9.5 设置模拟参数 134 >C3 9`1 9.6 运行模拟 135
N&.p\T&t 10 电光调制器 138 n#/m7 10.1 定义电解质材料 139 u;g}N'" 10.2 定义电极材料 140 1<|I[EI 10.3 定义轮廓 141 0O4mA&&!oK 10.4 绘制波导 144 ,_zt?o\ 10.5 绘制电极 147 gMn)<u > 10.6 静电模拟 149 p~ItHwiT 10.7 电光模拟 151 O9)8a] 11 折射率(RI)扫描 155 $7YLU{0 11.1 定义材料和通道 155 ^umAfk5r?H 11.2 定义布局设置 157 /WVMT]T6^, 11.3 绘制线性波导 160 {Aw3Itef 11.4 插入输入面 160 IPR396J+- 11.5 创建脚本 161 {piS3xBi 11.6 运行模拟 163 7yl'!uz)9 11.7 在OptiBPM_Analyzer中预览结果 163 V485Yn!$( 12 应用用户自定义扩散轮廓 165 a@J:*W 12.1 定义材料 165 ApB0)N 12.2 创建参考轮廓 166 p<34}iZ 12.3 定义布局设置 166 7Y:s6 R| 12.4 用户自定义轮廓 167 Rby7X*.-v 12.5 根据参考轮廓检测用户自定义轮廓 170 Y;>'~V#R 13 马赫-泽德干涉仪开关 172 %C<eR_ 13.1 定义材料 173 b\Ub<pE 13.2 创建钛扩散轮廓 173 t+ ]+Gn 13.3 定义晶圆 174 S(l^TF 13.4 创建器件 175 {o`5&EoM 13.5 检查x-y切面的RI轮廓 177 rfoCYsX' 13.6 定义电极区域 178 "RA$Twhj 更多详情请加微联系 o+&sodt|`
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