前 言 Onb*nm wGa0w*$ 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。
n4\6\0jq6 4NN-'Z>a 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。
{Uxah ov: h4 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,TyV%b[_ ! P/ ]o 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。
S+H#^WSt J7$1+|" 本书第一章主要介绍了软件的安装方法以及软件的开发背景,第二~十三章,分别描述了如何创建以及分析常见的波导类器件,如MMI耦合器、MMI星形耦合器、3dB耦合器、电光调制器、Chip-to-Fiber对接耦合器、马赫泽德干涉仪等,并包含了创建各类波导的方法和分析方法,如
参数扫描,脚本自定义等。第十四章主要描述了如何将OptiBPM设计的元器件,导入到OptiSystem(一款光通信系统模拟仿真软件)中做联合仿真,可以查看此元器件在光通信系统中的具体行为。
lnL&v'{ *-$u\?$ 《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
GjZ@fnF 上海讯技光电科技有限公司
ZiM#g1;
q# gZ\V$I S+>&O3m 目 录 Pd!;z=I 1 入门指南 4
G}ElQD 1.1 OptiBPM安装及说明 4
u_.V]Rjc 1.2 OptiBPM简介 5
fHvQ 9*T 1.3 光波导介绍 8
UT[nzbG 1.4 快速入门 8
@z"Zj 3ti 2 创建一个简单的MMI耦合器 28
IcZ_AIjlk 2.1 定义MMI耦合器
材料 28
idnn%iO 2.2 定义布局设置 29
H^xrFXg~z 2.3 创建一个MMI耦合器 31
vW]Frb 2.4 插入input plane 35
G&:[G>iSm^ 2.5 运行模拟 39
SdC505m0* 2.6 在OptiBPM_Analyzer中查看模拟结果 43
N%;Q[*d@/ 3 创建一个单弯曲器件 44
GbUcNROr 3.1 定义一个单弯曲器件 44
k/AcXU%O+ 3.2 定义布局设置 45
W~p^AHco` 3.3 创建一个弧形波导 46
EA7]o.Nm*{ 3.4 插入入射面 49
GJWC}$#TY 3.5 选择输出数据文件 53
A>+5~u 3.6 运行模拟 54
% \N.m/5 3.7 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 57
"F>-W\% 4 创建一个MMI星形耦合器 60
<y'B
!d# 4.1 定义MMI星形耦合器的材料 60
g3n^
<[E 4.2 定义布局设置 61
+EG.p 4.3 创建一个MMI星形耦合器 61
Y?%MPaN: 4.4 插入输入面 62
/'
L20aN2 4.5 运行模拟 63
PN/2EmwtC 4.6 预览最大值 65
3Zg=ZnF 4.7 绘制波导 69
CvmZW$5Yo 4.8 指定输出波导的路径 69
|[D~7|? 4.9 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 71
w3Aq[1U0 4.10 添加输出波导并预览仿真结果 72
G39H@@ *O0 4.11 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 74
OQ#gQ6;?0 5 基于VB脚本进行
波长扫描 75
GiHJr1 5.1 定义波导材料 75
({D.oS 5.2 定义布局设置 76
pW8pp? 5.3 创建波导 76
!? ?Cxs' 5.4 修改输入平面 77
Zm%}AzM 5.5 指定波导的路径 78
1mOZ\L!m* 5.6 运行模拟 79
OTtSMO
5.7 在OptiBPM_Simulator中预览模拟结果 81
6v GcM3M 5.8 应用VB脚本进行模拟 82
NF0IF#;a 5.9 在OptiBPM_Analyzer中查看模拟结果 84
xp/u, q 6 应用VB脚本设计一个3dB的耦合器 88
H:U1#bQQ: 6.1 定义3dB耦合器所需的材料 88
R8EDJ2u# 6.2 定义布局结构 89
@SPmb o 6.3 绘制并定位波导 91
W#e:r z8= 6.4 生成布局脚本 95
6`NsX 6.5 插入和编辑输入面 97
T1PWFw\GH 6.6 运行模拟 98
+<:p`% 6.7 修改布局脚本 100
51`w.ri 6.8 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 102
S)VuT0 7 应用预定义扩散过程 104
g%j z,| 7.1 创建一个由钛在铌酸锂中扩散所形成的线性波导 104
v{H23Cfh: 7.2 定义布局设置 106
wVE"nN# 7.3 设计波导 107
Ze WHSU
7.4 设置模拟参数 108
ehxtNjA 7.5 运行模拟 110
a6WE,4T9 7.6 基于钛和镁在铌酸锂中的扩散,创建一个掩埋波导 111
Iay7Fkv 7.7 将模板以新的名称进行保存 111
CvQ LF9| 7.8 添加一个新的轮廓 111
z &<Rx[ 7.9 创建上方的线性波导 112
m>:%[vm 8 各向异性BPM 115
i=o>Bl@f 8.1 定义材料 116
&o4L;A#& 8.2 创建轮廓 117
1b6gTfU 8.3 定义布局设置 118
J)(]cW. 8.4 创建线性波导 120
DLS-WL 8.5 设置模拟参数 121
8H;TPa 8.6 预览介电常数分量 122
#l;Ekjfz 8.7 创建输入面 123
MLBZmM ' 8.8 运行各向异性BPM模拟 124
nkhM1y 9 创建一个chip-to-fiber对接耦合器 127
/unOZVr( 9.1 定义chip-to-fiber对接耦合器的材料和波导 128
%Pa-fee 9.2 定义布局设置 130
Crpkq/ M 9.3 创建一个chip-to-fiber对接耦合器 130
Om}&`AP}; 9.4 编辑输入平面 132
"45BOw&72G 9.5 设置模拟参数 134
qh.c#t 9.6 运行模拟 135
{GWcw<g.B 10 电光调制器 138
sE/9~L 10.1 定义电解质材料 139
!+>yCy$~_ 10.2 定义电极材料 140
KL5rF,DME 10.3 定义轮廓 141
KOF! a 10.4 绘制波导 144
+bRL.xY 10.5 绘制电极 147
JH)&Ca>S 10.6 静电模拟 149
5V?1/ 10.7 电光模拟 151
Jr''S}@|x 11 折射率(RI)扫描 155
@~63%6r#4M 11.1 定义材料和通道 155
1>1|>% 11.2 定义布局设置 157
Ccc6 ko_ 11.3 绘制线性波导 160
N_gjOE`x5 11.4 插入输入面 160
~MhPzu&B 11.5 创建脚本 161
3ZZJYf= 11.6 运行模拟 163
x<ENN>mW1 11.7 在OptiBPM_Analyzer中预览结果 163
/$9/,5|EA 12 应用用户自定义扩散轮廓 165
DdSUB 12.1 定义材料 165
p{-1%jQ}] 12.2 创建参考轮廓 166
;m`I}h< 12.3 定义布局设置 166
zG@!(
12.4 用户自定义轮廓 167
F`u{'w:Hv 12.5 根据参考轮廓检测用户自定义轮廓 170
efbt\j6@%2 13 马赫-泽德干涉仪开关 172
P?0b-Qr$a 13.1 定义材料 173
X&p-Ge1>z 13.2 创建钛扩散轮廓 173
b-O4IDIT 13.3 定义晶圆 174
\C<rg| 13.4 创建器件 175
D!Gm9Pa} 13.5 检查x-y切面的RI轮廓 177
Q'|cOQX 13.6 定义电极区域 178
6B+
@76w H lA]u8+gXd 13.7 定义输入平面和模拟参数 18213.8 运行模拟 182
+5({~2Lzvp 13.9 创建脚本 18414 应用OptiBPM和OptiSystem进行光集成
电路模拟-散射数据导出 186
ol[{1KT{ 14.1 理论背景 18614.2 波导Vertical Offset位置设置 189
RK'( {1 14.3 生成脚本数据 19014.4 导出散射数据 193
9CN /v 14.5 创建臂 19414.6 在OptiSystem内加载*.s文件 197
Mys;Il" 14.7 加载两个臂的文件 20014.8 在OptiSystem内完成布局 201
N{q'wep 14.9 连接元件 20214.10 运行模拟 203
g{D&|qWj 14.11 创建图以查看结果 204
lN1zfM 7=<PVJ*/ 有兴趣可以扫码加微联系
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