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前 言 (;T g1$ C/{%f,rU 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。 <
/\y<]b aS)Gj?Odf 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。 -d8U Hc s F!nSr 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。 tO8<N'TD ] IeyJ 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。 *)82iD Z+M* z; 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。 tv\_&
({ D\9-MXc1 《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 dHJ#xmE!pP o^*k
上海讯技光电科技有限公司 2021年4月 ITr@;@}c] ]zUvs6ksLG 目 录 wzNGL{3 1 入门指南 4 G~FAChI8![ 1.1 OptiBPM安装及说明 4 *c{X\!YBh 1.2 OptiBPM简介 5 ^R;rrn{^ 1.3 光波导介绍 8 ]J)3y+;P 1.4 快速入门 8 /AhN$)(O 2 创建一个简单的MMI耦合器 28 O$,bNu/g 2.1 定义MMI耦合器材料 28 5rPK7Jh`B 2.2 定义布局设置 29 {6Qd,CX 2.3 创建一个MMI耦合器 31 JV_V2L1Ut 2.4 插入input plane 35 c@<vFoq 2.5 运行模拟 39 :o=a@Rqx 2.6 在OptiBPM_Analyzer中查看模拟结果 43 HCOE'24I 3 创建一个单弯曲器件 44 H;k-@J 3.1 定义一个单弯曲器件 44 2|:xb9# 3.2 定义布局设置 45 jTE~^ 3.3 创建一个弧形波导 46 S :%SarhBD 3.4 插入入射面 49 C'oNGOEd 3.5 选择输出数据文件 53 J0V\_ja- 3.6 运行模拟 54 /KLs+^c5 3.7 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 57 9f7T.}HM 4 创建一个MMI星形耦合器 60 *r|)@K| 4.1 定义MMI星形耦合器的材料 60 2GW.'\D 4.2 定义布局设置 61 TL*8h7.( 4.3 创建一个MMI星形耦合器 61 f.Feo 4.4 插入输入面 62 Nub)]S>_/t 4.5 运行模拟 63 Bkh1VAT 4.6 预览最大值 65 rQM$lJ[x 4.7 绘制波导 69 =*Ru2 4.8 指定输出波导的路径 69 86HK4sES 4.9 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 71 ^Z`?mNq9 4.10 添加输出波导并预览仿真结果 72 aZBb@~Y 4.11 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 74 XJ{b_h#N 5 基于VB脚本进行波长扫描 75 -er8(snDQ 5.1 定义波导材料 75 +x_9IvaW&? 5.2 定义布局设置 76 e=#'rDm 5.3 创建波导 76 hQPNxpe 5.4 修改输入平面 77 N "Mw1R4 5.5 指定波导的路径 78 DF`?D
+ 5.6 运行模拟 79 V<W$h` 5.7 在OptiBPM_Simulator中预览模拟结果 81 v>oWk:iJP 5.8 应用VB脚本进行模拟 82 (yxHXO9N 5.9 在OptiBPM_Analyzer中查看模拟结果 84 2B`#c}PP 6 应用VB脚本设计一个3dB的耦合器 88 9Atnnx]n 6.1 定义3dB耦合器所需的材料 88 5ON\Ve_H 6.2 定义布局结构 89 22_%u=p-| 6.3 绘制并定位波导 91 JrgpDZ
6.4 生成布局脚本 95 E3P2 6.5 插入和编辑输入面 97 8 O% ?t 6.6 运行模拟 98 bz4TbGg] 6.7 修改布局脚本 100 TeXt'G=M 6.8 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 102 GRq0nhJ 7 应用预定义扩散过程 104 KCc7u8
7.1 创建一个由钛在铌酸锂中扩散所形成的线性波导 104 zc#$hIi 7.2 定义布局设置 106 " _{o}8L 7.3 设计波导 107 &/-^D/ot 7.4 设置模拟参数 108 N_^s;Qj 7.5 运行模拟 110 I?Fv!5p 7.6 基于钛和镁在铌酸锂中的扩散,创建一个掩埋波导 111 %{*)-_M 7.7 将模板以新的名称进行保存 111 l:$i}.C 7.8 添加一个新的轮廓 111 ~f5g\n; 7.9 创建上方的线性波导 112 5kbbeO|0G 8 各向异性BPM 115 ;eQOBGX9 8.1 定义材料 116 G}8Zkz@+ 8.2 创建轮廓 117 G>>TB{} 8.3 定义布局设置 118 m&!4*D 8.4 创建线性波导 120 5zk^zn) 8.5 设置模拟参数 121 v"3($?au0 8.6 预览介电常数分量 122 l Taw6; 8.7 创建输入面 123 C0v1x=(xiM 8.8 运行各向异性BPM模拟 124 b`yb{&
,? 9 创建一个chip-to-fiber对接耦合器 127 Lw_s'QNWR 9.1 定义chip-to-fiber对接耦合器的材料和波导 128 j$ h>CZZ 9.2 定义布局设置 130 v62O+{ 9.3 创建一个chip-to-fiber对接耦合器 130 oTLA&dy@ 9.4 编辑输入平面 132 'PK;Fg\ 9.5 设置模拟参数 134 T\3aT 9.6 运行模拟 135 jS<(Oo 10 电光调制器 138 @eOD+h' 10.1 定义电解质材料 139 i0/RvrLc 10.2 定义电极材料 140 pN?geF~t| 10.3 定义轮廓 141 9qcA+gz:| 10.4 绘制波导 144 ?CU6RC n 10.5 绘制电极 147 '2X6>6`w 10.6 静电模拟 149 ExKjH*gn 10.7 电光模拟 151 O~~WP*N 11 折射率(RI)扫描 155 MIF`|3$, 11.1 定义材料和通道 155 Z\. n6 11.2 定义布局设置 157 &'KJh+jJ
11.3 绘制线性波导 160 ckhU@C|=* 11.4 插入输入面 160 NcMohpkq 11.5 创建脚本 161 6)j4- 11.6 运行模拟 163 b;k3B7< 11.7 在OptiBPM_Analyzer中预览结果 163 LfsqtQ=J` 12 应用用户自定义扩散轮廓 165 TG^?J` 12.1 定义材料 165 7G]v(ay 12.2 创建参考轮廓 166 R q
|,@ 12.3 定义布局设置 166 1~aP)q 12.4 用户自定义轮廓 167 HY!R | 12.5 根据参考轮廓检测用户自定义轮廓 170 p()#+Xy 13 马赫-泽德干涉仪开关 172 9S_PZH 13.1 定义材料 173 4-vo R5Fd 13.2 创建钛扩散轮廓 173 X"Ca 13.3 定义晶圆 174 e !2SO*O 13.4 创建器件 175 7H!/et?S, 13.5 检查x-y切面的RI轮廓 177 M%(^GdI#Vf 13.6 定义电极区域 178 "\`>Ll 更多详情请加微联系 tPqWe2
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