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前 言 n2jvXLJq |Uy e>%*}4 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。 OZ>)sL y;{^Ln4{ 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。 j*eUF-J1 =$)4: 通过OptiBPM,科研人员可以同时观察近场分布(包含幅度、相位等),检测辐射以及方向场(Guided Field)。OptiBPM能够提升科研人员在波导器件设计的效率,减小风险并降低整体研发产品成本。 `\ W !sfXq"F 本书详细描述了各类光波导模型的创建以及分析方法,旨在帮助OptiBPM软件初学者快速学会常用的软件功能。本书主要参考OptiWave公司发布的案例以及相关操作手册翻译整理而成。 nL":0!DTRD E VN-<=i^ 本书第一章主要介绍了软件的安装方法以及软件的开发背景,第二~十三章,分别描述了如何创建以及分析常见的波导类器件,如MMI耦合器、MMI星形耦合器、3dB耦合器、电光调制器、Chip-to-Fiber对接耦合器、马赫泽德干涉仪等,并包含了创建各类波导的方法和分析方法,如参数扫描,脚本自定义等。第十四章主要描述了如何将OptiBPM设计的元器件,导入到OptiSystem(一款光通信系统模拟仿真软件)中做联合仿真,可以查看此元器件在光通信系统中的具体行为。 ~$&:NB1~q \ifK~? 《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 B0b[p*gIl "W &:j:o 上海讯技光电科技有限公司 2021年4月 |b$>68: \uU=O
) 目 录 XSm"I[.g 1 入门指南 4 3wN?|N 1.1 OptiBPM安装及说明 4 ;0w ^ud 1.2 OptiBPM简介 5 W.#}qK"
q 1.3 光波导介绍 8 PJxak3 1.4 快速入门 8 FGDGWcRw~ 2 创建一个简单的MMI耦合器 28 yqC Q24 2.1 定义MMI耦合器材料 28 b)on A| 2.2 定义布局设置 29 Snc;p 2.3 创建一个MMI耦合器 31 |
((1V^ 2.4 插入input plane 35 '%zN 2.5 运行模拟 39 KA 5~">l 2.6 在OptiBPM_Analyzer中查看模拟结果 43 :]CzN^k(1c 3 创建一个单弯曲器件 44 [x2JFS#4 3.1 定义一个单弯曲器件 44 !US8aT 3.2 定义布局设置 45 >lD;0EN 3.3 创建一个弧形波导 46 h4hN1<ky\ 3.4 插入入射面 49 K3vseor 3.5 选择输出数据文件 53 z-EwXE 3.6 运行模拟 54 w5F4"nl#O} 3.7 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 57 ]{f^;y8 4 创建一个MMI星形耦合器 60 <Rcu%&;i 4.1 定义MMI星形耦合器的材料 60 .]W;2G 4.2 定义布局设置 61 KQG-2oW 4.3 创建一个MMI星形耦合器 61 @s_3 0+ 4.4 插入输入面 62 G'ij?^? 4.5 运行模拟 63 w)+wj[6
E 4.6 预览最大值 65 yfmp$GO: 4.7 绘制波导 69 403[oOj 4.8 指定输出波导的路径 69 uh]"(h(> 4.9 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 71 6g5PM4\ 4.10 添加输出波导并预览仿真结果 72 &49u5&TiP 4.11 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 74 yXJ]U
\ % 5 基于VB脚本进行波长扫描 75 si_W:mLF{a 5.1 定义波导材料 75
!M 5.2 定义布局设置 76 BjJ,"sT 5.3 创建波导 76 R/^@cA 5.4 修改输入平面 77 &4,WG 5.5 指定波导的路径 78 "j{i,&Y$_ 5.6 运行模拟 79 =43I1&_
5.7 在OptiBPM_Simulator中预览模拟结果 81 \HAJ\9*w) 5.8 应用VB脚本进行模拟 82 ')B =|T) 5.9 在OptiBPM_Analyzer中查看模拟结果 84 6iG(C.b 6 应用VB脚本设计一个3dB的耦合器 88 z{ptm7 6.1 定义3dB耦合器所需的材料 88 >(X#<` 6.2 定义布局结构 89 =96G8hlT 6.3 绘制并定位波导 91 tawe Gc%~ 6.4 生成布局脚本 95 HF"Eys 6.5 插入和编辑输入面 97 EXuLSzQwv 6.6 运行模拟 98 otO
j^xU 6.7 修改布局脚本 100 tAF]2VV(e 6.8 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 102 m#tpbFAsc 7 应用预定义扩散过程 104 A (Bk@; 7.1 创建一个由钛在铌酸锂中扩散所形成的线性波导 104 cv}aS_`f 7.2 定义布局设置 106 tR kF
7.3 设计波导 107 8{dEpV* 7.4 设置模拟参数 108 !O|ql6^; 7.5 运行模拟 110 XAe\s` 7.6 基于钛和镁在铌酸锂中的扩散,创建一个掩埋波导 111 2
P=[ 7.7 将模板以新的名称进行保存 111 pz{'1\_+9 7.8 添加一个新的轮廓 111 bmu6@jT 7.9 创建上方的线性波导 112 L>dkrr)e 8 各向异性BPM 115 yL6^\x 8.1 定义材料 116 x?#I4RJH; 8.2 创建轮廓 117 ?v:ZU~i 8.3 定义布局设置 118 bNGCOj 8.4 创建线性波导 120 l3. 8.5 设置模拟参数 121 U@'F%nHw 8.6 预览介电常数分量 122 hq=,Z1J 8.7 创建输入面 123 'BY-OA#xJ 8.8 运行各向异性BPM模拟 124 "+)K |9T# 9 创建一个chip-to-fiber对接耦合器 127 hoenQ6N^: 9.1 定义chip-to-fiber对接耦合器的材料和波导 128 .wmnnvtl, 9.2 定义布局设置 130 LXj5R99S 9.3 创建一个chip-to-fiber对接耦合器 130 #EDEYEW7 9.4 编辑输入平面 132 u)a' 9.5 设置模拟参数 134 UUeB;'E+ 9.6 运行模拟 135 B:<
]Hl$ 10 电光调制器 138 'cV?i&; 10.1 定义电解质材料 139 3GF2eS$$P 10.2 定义电极材料 140 kZLMtj- 10.3 定义轮廓 141 _%~$'Hy 10.4 绘制波导 144 D8%AV;-Y 10.5 绘制电极 147 03k?:D+5 10.6 静电模拟 149 %d1draL 10.7 电光模拟 151 MPIlSMe 11 折射率(RI)扫描 155 9'nH2,_ 11.1 定义材料和通道 155 y500Xs[c 11.2 定义布局设置 157
%v+=;jw 11.3 绘制线性波导 160 Pao%pA.< 11.4 插入输入面 160 &fwS{n;U 11.5 创建脚本 161 Kc #|Z 11.6 运行模拟 163 WkP
+r9rT 11.7 在OptiBPM_Analyzer中预览结果 163 pXu/(&? 12 应用用户自定义扩散轮廓 165 Z
o=]dBp. 12.1 定义材料 165 a^t?vv 12.2 创建参考轮廓 166 Tde0 ~j} 12.3 定义布局设置 166 c0_E_~ 12.4 用户自定义轮廓 167 KVPR}qTP; 12.5 根据参考轮廓检测用户自定义轮廓 170 $bvJTuw 13 马赫-泽德干涉仪开关 172 C$d>_r 13.1 定义材料 173 }^-<k0A4? 13.2 创建钛扩散轮廓 173 c)}2K0 13.3 定义晶圆 174 EH n"n"Y 13.4 创建器件 175 \,&9 13.5 检查x-y切面的RI轮廓 177 >Kivuc 13.6 定义电极区域 178 ,+`HQdq 更多详情请加微联系
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