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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。 f:&JKB)N oST)E5X;7 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。 RMT9tXe*5 <Z 3C&BM 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。 _BerHoQd [7gz?9VyLF 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。 D})/2O p ]wEI*c( 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。 |gP) lR #<9'{i3 《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 g_P98_2f.k 9c k"JMla 上海讯技光电科技有限公司 2021年4月 gL&w:_ 3))R91I 目 录 qp6'n&^& 1 入门指南 4 ArAe=m!u 1.1 OptiBPM安装及说明 4 Ji9o0Y R 1.2 OptiBPM简介 5 @#t<!-8d 1.3 光波导介绍 8 ^[HUtq 1.4 快速入门 8 wUr(i * 2 创建一个简单的MMI耦合器 28 R$
+RTG:E 2.1 定义MMI耦合器材料 28 <5pNFj}0;X 2.2 定义布局设置 29 oYf+I 2.3 创建一个MMI耦合器 31 m]MR\E5]By 2.4 插入input plane 35 h;+O96V4. 2.5 运行模拟 39 Bl6I@w 2.6 在OptiBPM_Analyzer中查看模拟结果 43 2SD
Z 3 创建一个单弯曲器件 44 RS}_cm0 3.1 定义一个单弯曲器件 44 UV}:3c6 ZX 3.2 定义布局设置 45 ineSo8| @ 3.3 创建一个弧形波导 46 r`6f 3.4 插入入射面 49 O4oN) 3.5 选择输出数据文件 53 VgYy7\?p 3.6 运行模拟 54 M*3G 3.7 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 57 b' M"To@ 4 创建一个MMI星形耦合器 60 IO8 @u;& 4.1 定义MMI星形耦合器的材料 60
gvo98Id 4.2 定义布局设置 61 Y#V(CIDe 4.3 创建一个MMI星形耦合器 61 H#hpaP; 4.4 插入输入面 62 iz/CC V L 4.5 运行模拟 63 #'%ii,;wQ 4.6 预览最大值 65 AU`z.Isf 4.7 绘制波导 69 uuFQTx)) 4.8 指定输出波导的路径 69 3T]cDVQ_ 4.9 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 71 rqN+0CT 4.10 添加输出波导并预览仿真结果 72 leNX5 sX 4.11 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 74 }[PwA[k' 5 基于VB脚本进行波长扫描 75 N-F&=u} 5.1 定义波导材料 75 D60quEe3% 5.2 定义布局设置 76 @"fv[=Xb 5.3 创建波导 76 s-WZ3g 5.4 修改输入平面 77 8i73iTg( 5.5 指定波导的路径 78 kn>qX{W 5.6 运行模拟 79 O
]
!tK 5.7 在OptiBPM_Simulator中预览模拟结果 81 Z.@n7G 5.8 应用VB脚本进行模拟 82 VM<0_R24z 5.9 在OptiBPM_Analyzer中查看模拟结果 84 Hn)?
xw]x 6 应用VB脚本设计一个3dB的耦合器 88 db1ZNw 6.1 定义3dB耦合器所需的材料 88 sRcd{)|Cq 6.2 定义布局结构 89 jmq^98jB 6.3 绘制并定位波导 91 A#I&&qZ 6.4 生成布局脚本 95 ~$4(|Fq/ 6.5 插入和编辑输入面 97 ]JGq{I>%+6 6.6 运行模拟 98 g_l-@ 6.7 修改布局脚本 100 6vNn;-gg. 6.8 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 102 %{r3"Q=;W 7 应用预定义扩散过程 104 b&h'>( 7.1 创建一个由钛在铌酸锂中扩散所形成的线性波导 104 bV(BwWm 7.2 定义布局设置 106 D}!YF~ 7.3 设计波导 107 ,R-k]^O 7.4 设置模拟参数 108 `g1?Q4h 7.5 运行模拟 110 dgX%NKv1 7.6 基于钛和镁在铌酸锂中的扩散,创建一个掩埋波导 111 L6nsVL& 7.7 将模板以新的名称进行保存 111 Ucy=I$" 7.8 添加一个新的轮廓 111 [>p!*%m 7.9 创建上方的线性波导 112 _,K[kVn 8 各向异性BPM 115 7#UJ444b~ 8.1 定义材料 116 RZpjr !R 8.2 创建轮廓 117 KV;q}EyG 8.3 定义布局设置 118 =eW4?9Uq 8.4 创建线性波导 120 h2mHbe43 8.5 设置模拟参数 121 /K!f3o+
8.6 预览介电常数分量 122 R1Rk00Ow: 8.7 创建输入面 123 [N4N7yF 8.8 运行各向异性BPM模拟 124 v.:Q& ] 9 创建一个chip-to-fiber对接耦合器 127 rBL2A 9.1 定义chip-to-fiber对接耦合器的材料和波导 128 & |