前 言 W>J1JaO X oh@ (% 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。
z9ZS&=> xH{V.n&v 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。
!c=EB`<* n[ 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。
lcuqzX{7
ee#\XE=A 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。
R/kfbV-b Jp +h''t 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。
8o[+>W /[UuHU5*R 《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
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O 上海讯技光电科技有限公司
2021年4月 0<42\ya
1owe'7\J E
rnGX#@v 目 录 [G7S 1 入门指南 4
'2v$xOh!y 1.1 OptiBPM安装及说明 4
AqjEz+TVt 1.2 OptiBPM简介 5
7*g'4p- 1.3 光波导介绍 8
-59;Zn/ 1.4 快速入门 8
vKTCS 2 创建一个简单的MMI耦合器 28
GFgh{'| 2.1 定义MMI耦合器
材料 28
I0(nRu<
2.2 定义布局设置 29
)/uCdSDIc 2.3 创建一个MMI耦合器 31
yr34&M(a 2.4 插入input plane 35
`lN
Z|U 2.5 运行模拟 39
?oQAxb& 2.6 在OptiBPM_Analyzer中查看模拟结果 43
;N!W|G 3 创建一个单弯曲器件 44
4/E>k <MA 3.1 定义一个单弯曲器件 44
bVYsPS 3.2 定义布局设置 45
hSU|rVi 3.3 创建一个弧形波导 46
!k=~a] 3.4 插入入射面 49
<x\I*%( 3.5 选择输出数据文件 53
b~Oc: 3.6 运行模拟 54
y\}<N6 3.7 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 57
#5mnSky+s 4 创建一个MMI星形耦合器 60
~ ]^<*R 4.1 定义MMI星形耦合器的材料 60
# 3gdT 4.2 定义布局设置 61
UjH+BC+9`b 4.3 创建一个MMI星形耦合器 61
J3AS"+] 4.4 插入输入面 62
2jH&@g$cl; 4.5 运行模拟 63
$jL+15^N0+ 4.6 预览最大值 65
0A.9<&Lod 4.7 绘制波导 69
e(Ub7L# 4.8 指定输出波导的路径 69
{y==8fCJ 4.9 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 71
_43 :1!os 4.10 添加输出波导并预览仿真结果 72
$d%NFc& 4.11 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 74
&-4SA j 5 基于VB脚本进行
波长扫描 75
JsbH'l 5.1 定义波导材料 75
+y|H#(wBP 5.2 定义布局设置 76
?8R
5.3 创建波导 76
LKI2R_|n 5.4 修改输入平面 77
#{suH7 5.5 指定波导的路径 78
FHbw& 5.6 运行模拟 79
L_ 2R3w 5.7 在OptiBPM_Simulator中预览模拟结果 81
cKH By 5.8 应用VB脚本进行模拟 82
Ol1P 5.9 在OptiBPM_Analyzer中查看模拟结果 84
vm`\0VGSW 6 应用VB脚本设计一个3dB的耦合器 88
YOY{f:ew 6.1 定义3dB耦合器所需的材料 88
_:.'\d( 6.2 定义布局结构 89
cS#m\O 6.3 绘制并定位波导 91
MU5#ph 6.4 生成布局脚本 95
G~`nLC^Y 6.5 插入和编辑输入面 97
* 2s(TW 6.6 运行模拟 98
^%2S,3*0 6.7 修改布局脚本 100
Y<9Lqc.i 6.8 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 102
b5d;_-~d 7 应用预定义扩散过程 104
pPtw(5bH 7.1 创建一个由钛在铌酸锂中扩散所形成的线性波导 104
Kgu#Mi~ 7.2 定义布局设置 106
3hbUus 7.3 设计波导 107
%<Kw 7.4 设置模拟参数 108
!Zma\Ip 7.5 运行模拟 110
8WL*Pr1I 7.6 基于钛和镁在铌酸锂中的扩散,创建一个掩埋波导 111
"ba>.h,#' 7.7 将模板以新的名称进行保存 111
~4[4"Pi>| 7.8 添加一个新的轮廓 111
DJ<F8-sb2r 7.9 创建上方的线性波导 112
CHNIL^B 8 各向异性BPM 115
zwpgf 8.1 定义材料 116
g;PZ$|%&s> 8.2 创建轮廓 117
Y"Y+U`Qt 8.3 定义布局设置 118
UA$Xa1 8.4 创建线性波导 120
ik Pm,ZN 8.5 设置模拟参数 121
NlV,]
$L1T 8.6 预览介电常数分量 122
xlU:&=| 8.7 创建输入面 123
gCc::[}\Y 8.8 运行各向异性BPM模拟 124
#ysSfM6 9 创建一个chip-to-fiber对接耦合器 127
g7nqe~`{ 9.1 定义chip-to-fiber对接耦合器的材料和波导 128
Zi~-m]9U 9.2 定义布局设置 130
@8s:,Y_ 9.3 创建一个chip-to-fiber对接耦合器 130
(DrDWD4_ 9.4 编辑输入平面 132
$Hbd:1%i
{ 9.5 设置模拟参数 134
nPo YjQi 9.6 运行模拟 135
}_"<2|~_ 10 电光调制器 138
8.R~Ys* 10.1 定义电解质材料 139
+^v]d_~w_ 10.2 定义电极材料 140
mzh7E[S_,i 10.3 定义轮廓 141
J|GEt@o3 10.4 绘制波导 144
YR}
P; 10.5 绘制电极 147
dqo&3^px 10.6 静电模拟 149
l4`HuNR1 10.7 电光模拟 151
[n{c, U
F 11 折射率(RI)扫描 155
-McDNM 11.1 定义材料和通道 155
bP8O&