前 言
H{I,m- d]+2rt}]hL 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。
dLtmG:II *yqke<o9) 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。
^Fg!.X_ O6$n VpD3 通过OptiBPM,科研人员可以同时观察近场分布(包含幅度、相位等),检测辐射以及方向场(Guided Field)。OptiBPM能够提升科研人员在波导器件设计的效率,减小风险并降低整体研发产品成本。
<8YIQA /amWf^z 本书详细描述了各类光波导模型的创建以及分析方法,旨在帮助OptiBPM软件初学者快速学会常用的
软件功能。本书主要参考OptiWave公司发布的案例以及相关操作手册翻译整理而成。
+Y"HbNz S t;@ZV 本书第一章主要介绍了软件的安装方法以及软件的开发背景,第二~十三章,分别描述了如何创建以及分析常见的波导类器件,如MMI耦合器、MMI星形耦合器、3dB耦合器、电光调制器、Chip-to-Fiber对接耦合器、马赫泽德干涉仪等,并包含了创建各类波导的方法和分析方法,如
参数扫描,脚本自定义等。第十四章主要描述了如何将OptiBPM设计的元器件,导入到OptiSystem(一款光通信系统模拟仿真软件)中做联合仿真,可以查看此元器件在光通信系统中的具体行为。
7_c/wbA#me ]6@6g>f? 《OptiBPM入门指南》,是由上海讯技光电工程师翻译整理而来,译者希望本书能够对OptiBPM的使用者有所帮助,通过学习后能够较好的掌握OptiBPM软件的基本使用方法。由于译者水平有限,书中错误纰漏之处在所难免,敬请同行读者批评和指正
;uN&yj<}a 3"LT '' 上海讯技光电科技有限公司
2021年4月 X]c>clk,
nQ08(8 目 录
>Y=qSg>Ik 1 入门指南 4
.tA=5QY, 1.1 OptiBPM安装及说明 4
{-1N@*K 1.2 OptiBPM简介 5
XVzsqi*Z 1.3 光波导介绍 8
LX{mr{ 1.4 快速入门 8
Nn-EtM0w 2 创建一个简单的MMI耦合器 28
_3zJ.% 2.1 定义MMI耦合器
材料 28
9{CajtN 2.2 定义布局设置 29
?e2G{0V 2.3 创建一个MMI耦合器 31
`2hLs _ 2.4 插入input plane 35
46gDoSS 2.5 运行模拟 39
BE)&.}l 2.6 在OptiBPM_Analyzer中查看模拟结果 43
*X8Pa;x 3 创建一个单弯曲器件 44
cQrXrij;! 3.1 定义一个单弯曲器件 44
<6.?:Jj 3.2 定义布局设置 45
a^7QHYJ6 3.3 创建一个弧形波导 46
V<Co!2S 3.4 插入入射面 49
Mw|lEctN0 3.5 选择输出数据文件 53
JQ9+kZ 3.6 运行模拟 54
8u7QF4
Id 3.7 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 57
7[:?VXQ 4 创建一个MMI星形耦合器 60
UL]zuW/ 4.1 定义MMI星形耦合器的材料 60
Qb8Z+7 4.2 定义布局设置 61
=kjD ]+l 4.3 创建一个MMI星形耦合器 61
g"v6UZ\ 4.4 插入输入面 62
L b-xc] 4.5 运行模拟 63
EAV6qW\r5] 4.6 预览最大值 65
(o4':/es 4.7 绘制波导 69
-%TwtO<$'] 4.8 指定输出波导的路径 69
J+l#!gk$! 4.9 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 71
H
$mZ? 4.10 添加输出波导并预览仿真结果 72
;E0x#JUrw 4.11 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 74
z?W kHQ9 5 基于VB脚本进行
波长扫描 75
8\rAx P}= 5.1 定义波导材料 75
]T._TZ" 5.2 定义布局设置 76
1pP q)}=+ 5.3 创建波导 76
^+x ,211f 5.4 修改输入平面 77
T@mYHKu 5.5 指定波导的路径 78
@?5pY^>DK 5.6 运行模拟 79
'#lc?Y(pJ2 5.7 在OptiBPM_Simulator中预览模拟结果 81
T'a& 5.8 应用VB脚本进行模拟 82
DaqlL 5.9 在OptiBPM_Analyzer中查看模拟结果 84
]0=THq\H 6 应用VB脚本设计一个3dB的耦合器 88
\ESNfL5 6.1 定义3dB耦合器所需的材料 88
zqxN/H]z 6.2 定义布局结构 89
0Ok[`r` 6.3 绘制并定位波导 91
aB{OXU}# 6.4 生成布局脚本 95
0u
bf]Z 6.5 插入和编辑输入面 97
# blh9.V&F 6.6 运行模拟 98
~^>g<YR[ 6.7 修改布局脚本 100
T;v^BVn 6.8 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 102
ro8C^d] 7 应用预定义扩散过程 104
B C R]K 7.1 创建一个由钛在铌酸锂中扩散所形成的线性波导 104
,.AXQ#~&` 7.2 定义布局设置 106
[a7S?%>Bh 7.3 设计波导 107
A>6_h1 7.4 设置模拟参数 108
]CX^!n 7.5 运行模拟 110
83F]d+n 7.6 基于钛和镁在铌酸锂中的扩散,创建一个掩埋波导 111
tG[v@-O 7.7 将模板以新的名称进行保存 111
?f*>=;7= 7.8 添加一个新的轮廓 111
`HILsU=| 7.9 创建上方的线性波导 112
(zw.?ADPCT 8 各向异性BPM 115
H[N~)3x 8.1 定义材料 116
0yxwsBLy 8.2 创建轮廓 117
Up*6K =Tny 8.3 定义布局设置 118
V o%GO9b; 8.4 创建线性波导 120
rB_ESNx 8.5 设置模拟参数 121
3935cxT1U 8.6 预览介电常数分量 122
P_(<?0l 8.7 创建输入面 123
2[Xe:)d 8.8 运行各向异性BPM模拟 124
o<rbC <
U 9 创建一个chip-to-fiber对接耦合器 127
lHO.pN`2 9.1 定义chip-to-fiber对接耦合器的材料和波导 128
orhzeOi\ 9.2 定义布局设置 130
1-Q>[Uz, 9.3 创建一个chip-to-fiber对接耦合器 130
- XB[2h 9.4 编辑输入平面 132
Ni#y=cb 9.5 设置模拟参数 134
:@S=0|:j 9.6 运行模拟 135
~>$z1o&}. 10 电光调制器 138
&Qt1~#1 10.1 定义电解质材料 139
L08"8\ 10.2 定义电极材料 140
9`!#5i)VU8 10.3 定义轮廓 141
lr$,=P` 10.4 绘制波导 144
2ZKy7p0/ 10.5 绘制电极 147
4Y d$RP 10.6 静电模拟 149
D!D}mPi[ 10.7 电光模拟 151
4|NcWpaV7 11 折射率(RI)扫描 155
Ca0t}`<S 11.1 定义材料和通道 155
gXB&Sgjo 11.2 定义布局设置 157
BG+X8t8\ 11.3 绘制线性波导 160
j&0t!f.Rv 11.4 插入输入面 160
C3b<Wa]) 11.5 创建脚本 161
Q`Ug tL 11.6 运行模拟 163
Jo9c|\4 11.7 在OptiBPM_Analyzer中预览结果 163
d{DBG}/Yg 12 应用用户自定义扩散轮廓 165
.&/A!3pW 12.1 定义材料 165
u HXb=U 12.2 创建参考轮廓 166
Co`:D 12.3 定义布局设置 166
kv`5"pa7M 12.4 用户自定义轮廓 167
vr$z6m ^ 12.5 根据参考轮廓检测用户自定义轮廓 170
|2&|#K4k^ 13 马赫-泽德干涉仪开关 172
g$mqAz< 13.1 定义材料 173
qGgdWDn` 13.2 创建钛扩散轮廓 173
2Oy-jM 13.3 定义晶圆 174
\?AA:U* 13.4 创建器件 175
)==Qo/N : 13.5 检查x-y切面的RI轮廓 177
tfjb G;R 13.6 定义电极区域 178
!DeU8.% 13.7 定义输入平面和模拟参数 182
r`C t/]c 13.8 运行模拟 182
;o.,vQF* 13.9 创建脚本 184
DIh[% 14 应用OptiBPM和OptiSystem进行光集成
电路模拟-散射数据导出 186
0!`!I0 14.1 理论背景 186
cQh=Mri] 14.2 波导Vertical Offset位置设置 189
/7C%m: 14.3 生成脚本数据 190
42 Sk` 14.4 导出散射数据 193
e3kdIOu5 14.5 创建臂 194
w4Ku1G#jC 14.6 在OptiSystem内加载*.s文件 197
OoR0>!x Z 14.7 加载两个臂的文件 200
0WAOA6
_x 14.8 在OptiSystem内完成布局 201
KQ.cd]6 14.9 连接元件 202
NjSjE_S2B8 14.10 运行模拟 203
;\t(c 14.11 创建图以查看结果 204
Y+"Gx;F> 有兴趣可以扫码加微咨询
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