前 言 ZeK*MPxQ v:CYf_ 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。
V~5vVY_HG& 1oo'\ 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。
}.gDaxj 8x'rNb 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。
@Th.= MLmc]nL= 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。
-9-%_=6 VYf$0oo\4 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。
O<f_-n@G| ?C.C?h6F5B 《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
m*P~X*St 上海讯技光电科技有限公司
2021年4月 ]G&?e9OA
*~ 4uF 5#d"]7 目 录 ..<(HH2 1 入门指南 4
\I#lLP 1.1 OptiBPM安装及说明 4
FlVGi3 1.2 OptiBPM简介 5
S_c#{4n 1.3 光波导介绍 8
ZH_ J+ 1.4 快速入门 8
VbBZ\`b 2 创建一个简单的MMI耦合器 28
0g]ABzTn 2.1 定义MMI耦合器
材料 28
bvEk.~tC' 2.2 定义布局设置 29
!bH-(K{S6 2.3 创建一个MMI耦合器 31
g IX"W; 2.4 插入input plane 35
z(1h ^.
2.5 运行模拟 39
~DqNA%Mb 2.6 在OptiBPM_Analyzer中查看模拟结果 43
&xH>U*c 3 创建一个单弯曲器件 44
2)[81a 3.1 定义一个单弯曲器件 44
c)@M7UK[ 3.2 定义布局设置 45
$C#~c1w 3.3 创建一个弧形波导 46
.RJvu$U2j 3.4 插入入射面 49
e"^1- U\ 3.5 选择输出数据文件 53
=5dv38 3.6 运行模拟 54
&??(EA3
3.7 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 57
^Po\:x%o 4 创建一个MMI星形耦合器 60
Y ;&Cmi 4.1 定义MMI星形耦合器的材料 60
v%zI~g.L 4.2 定义布局设置 61
u#J5M 4.3 创建一个MMI星形耦合器 61
*%Gy-5hM 4.4 插入输入面 62
Vx* = 4.5 运行模拟 63
rX;(48Y 4.6 预览最大值 65
^o?.Rph|i] 4.7 绘制波导 69
&
NOKrN~HX 4.8 指定输出波导的路径 69
i9.52 4.9 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 71
)%ja6Vg 4.10 添加输出波导并预览仿真结果 72
Fzu"&&>0$ 4.11 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 74
OkzfQ
hC} 5 基于VB脚本进行
波长扫描 75
p[Q 5.1 定义波导材料 75
IUu[`\b= 5.2 定义布局设置 76
% j^= 5.3 创建波导 76
3QV|@5L`[ 5.4 修改输入平面 77
x]a>Q), 5.5 指定波导的路径 78
d>vGx 5.6 运行模拟 79
^lf;Lc 5.7 在OptiBPM_Simulator中预览模拟结果 81
ej!C^ 5.8 应用VB脚本进行模拟 82
u:m]-' 5.9 在OptiBPM_Analyzer中查看模拟结果 84
j/^0q90QO 6 应用VB脚本设计一个3dB的耦合器 88
)*s.AFu]7x 6.1 定义3dB耦合器所需的材料 88
`86 9XE 6.2 定义布局结构 89
dAAE2}e 6.3 绘制并定位波导 91
PJ
#uYM 6.4 生成布局脚本 95
IL>Gi`Y& 6.5 插入和编辑输入面 97
bR;H@Fdg? 6.6 运行模拟 98
z
^a,7}4 6.7 修改布局脚本 100
.[O*bk 6.8 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 102
*;o=hM)Tp 7 应用预定义扩散过程 104
9B*SWWAj 7.1 创建一个由钛在铌酸锂中扩散所形成的线性波导 104
>_&+gn${ 7.2 定义布局设置 106
c]xpp;% ] 7.3 设计波导 107
g7d) YUc 7.4 设置模拟参数 108
_Thc\{aV# 7.5 运行模拟 110
-M[5K/[ 7.6 基于钛和镁在铌酸锂中的扩散,创建一个掩埋波导 111
dks0 7.7 将模板以新的名称进行保存 111
JBjz2$ZM 7.8 添加一个新的轮廓 111
5IMh$!/uc 7.9 创建上方的线性波导 112
KN+*_L- 8 各向异性BPM 115
0HG*KW 8.1 定义材料 116
Em
_miU 8.2 创建轮廓 117
>:wk.<Z- 8.3 定义布局设置 118
`CHgTkv 8.4 创建线性波导 120
^s24f?3 8.5 设置模拟参数 121
u2U@Qrs2 8.6 预览介电常数分量 122
Hj2P|;2S 8.7 创建输入面 123
w1s#8: 8.8 运行各向异性BPM模拟 124
S liF$}J 9 创建一个chip-to-fiber对接耦合器 127
&G'R{s&" 9.1 定义chip-to-fiber对接耦合器的材料和波导 128
F]YPq 9.2 定义布局设置 130
uswz@
[pa 9.3 创建一个chip-to-fiber对接耦合器 130
)fCl <KG* 9.4 编辑输入平面 132
rfCoi>{< 9.5 设置模拟参数 134
-98bX]8 9.6 运行模拟 135
x&8?/BR 10 电光调制器 138
9N
u;0 10.1 定义电解质材料 139
Ya,>E@oc 10.2 定义电极材料 140
`d8$OC 10.3 定义轮廓 141
!X#=Pt[, 10.4 绘制波导 144
ok[R`99 10.5 绘制电极 147
,cj34W`FWq 10.6 静电模拟 149
[.6uw=;o 10.7 电光模拟 151
4\-kzGgmo 11 折射率(RI)扫描 155
Ou,B3kuQ+ 11.1 定义材料和通道 155
7Qq>?H - 11.2 定义布局设置 157
m4kmJaM 11.3 绘制线性波导 160
^mG-O 11.4 插入输入面 160
r)*KgGsk 11.5 创建脚本 161
WlG/7$ 11.6 运行模拟 163
~IlgcCF 11.7 在OptiBPM_Analyzer中预览结果 163
`)SkA?yKI 12 应用用户自定义扩散轮廓 165
"$m3xO 12.1 定义材料 165
Na[bCt 12.2 创建参考轮廓 166
#mtlgK' 12.3 定义布局设置 166
)%UO@4 12.4 用户自定义轮廓 167
|ss_< 12.5 根据参考轮廓检测用户自定义轮廓 170
03{e[#6 13 马赫-泽德干涉仪开关 172
o'Po<I 13.1 定义材料 173
2uqdx'^" 13.2 创建钛扩散轮廓 173
Q%KS$nP9 13.3 定义晶圆 174
}X}fX#[ 13.4 创建器件 175
x/5%a{~j2 13.5 检查x-y切面的RI轮廓 177
dZ;csc@xv 13.6 定义电极区域 178
+vZ-o{}.jO [table=772][tr][td][table=712,#ffffff,,0][tr][td]
)<jj O 13.7 定义输入平面和模拟参数 182
].`i`.T 13.8 运行模拟 182
=[vT=sHz7 13.9 创建脚本 184
"EhA _ =i 14 应用OptiBPM和OptiSystem进行光集成
电路模拟-散射数据导出 186
WM*7p;t@) 14.1 理论背景 186
rN_\tulOF 14.2 波导Vertical Offset位置设置 189
dt;R 14.3 生成脚本数据 190
%0= |WnF- 14.4 导出散射数据 193
bIwt#:v 14.5 创建臂 194
(w)Qt/P^4 14.6 在OptiSystem内加载*.s文件 197
>L5[dkg% 14.7 加载两个臂的文件 200
bi[vs| 14.8 在OptiSystem内完成布局 201
i>>_S&!9p 14.9 连接元件 202
T[&1cth 14.10 运行模拟 203
^%*%=LJm 14.11 创建图以查看结果 204
OG/R6k. VbJGyjx ]
有兴趣可以扫码加微联系 3S
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