前 言 B&J;yla6`d i"eUacBz/- 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。
:__z?<?( F'eV%g 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。
E3IB> f M<'AM4 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。
{FV_APL9_ {.vU; 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。
u=epnz:<
5X2&hG* 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。
_ ^5w f 0Q\6GCzN\ 《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
Tk(ciwB 上海讯技光电科技有限公司
2021年4月 t[L0kF9en
yXg #<H6V -oSfp23u 目 录 2"Oj*
; 1 入门指南 4
4~;x(e@S 1.1 OptiBPM安装及说明 4
xl.iI$P 1.2 OptiBPM简介 5
x'Uv;mGo 1.3 光波导介绍 8
ZHQa}C+ 1.4 快速入门 8
2<18j 2 创建一个简单的MMI耦合器 28
g=8}G$su{% 2.1 定义MMI耦合器
材料 28
Ns^[Hb[b' 2.2 定义布局设置 29
1+P&O4> 2.3 创建一个MMI耦合器 31
u;{,,ct 2.4 插入input plane 35
AQCU\E 2.5 运行模拟 39
v;!f 2.6 在OptiBPM_Analyzer中查看模拟结果 43
^zdZ"\x 3 创建一个单弯曲器件 44
tS1(.CRk 3.1 定义一个单弯曲器件 44
.W>LsEk 3.2 定义布局设置 45
Yh=/?&* 3.3 创建一个弧形波导 46
aTJs.y-I~ 3.4 插入入射面 49
3v oas 3.5 选择输出数据文件 53
*{}Y
: 3.6 运行模拟 54
f@:.bp8VB8 3.7 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 57
B2}|b^'I 4 创建一个MMI星形耦合器 60
9rO,h|L 4.1 定义MMI星形耦合器的材料 60
e!+_U C 4.2 定义布局设置 61
IF"-{@ 4.3 创建一个MMI星形耦合器 61
FQc8j:' 4.4 插入输入面 62
B?;!j)FUtt 4.5 运行模拟 63
:?LUv:G 4.6 预览最大值 65
vjfV??XSU 4.7 绘制波导 69
V/
a!&_"" 4.8 指定输出波导的路径 69
LV$@J 4.9 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 71
6xLLIby, 4.10 添加输出波导并预览仿真结果 72
I/F3%'O 4.11 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 74
cr;\;Ta_!W 5 基于VB脚本进行
波长扫描 75
XeGtge/}T 5.1 定义波导材料 75
h]|E,!H 5.2 定义布局设置 76
y$JM=f$ 5.3 创建波导 76
bf9LR1 5.4 修改输入平面 77
_z`g@[m:t 5.5 指定波导的路径 78
BQ\o?={ 5.6 运行模拟 79
/hx|KC&:e 5.7 在OptiBPM_Simulator中预览模拟结果 81
]yvHb)X 5.8 应用VB脚本进行模拟 82
,!m][ 5.9 在OptiBPM_Analyzer中查看模拟结果 84
*3,Kn}ik 6 应用VB脚本设计一个3dB的耦合器 88
p3sR>ToJ 6.1 定义3dB耦合器所需的材料 88
_]g?3Gw7! 6.2 定义布局结构 89
Vh%=JL
sK 6.3 绘制并定位波导 91
K6C@YY( 6.4 生成布局脚本 95
6k|^Cs6~z 6.5 插入和编辑输入面 97
F_Pv\?35z 6.6 运行模拟 98
@'
V=Vr 6.7 修改布局脚本 100
@qszwQav$ 6.8 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 102
TB!z:n 7 应用预定义扩散过程 104
X>0$zE@0 7.1 创建一个由钛在铌酸锂中扩散所形成的线性波导 104
y":Y$v,P 7.2 定义布局设置 106
GS!7HphR 7.3 设计波导 107
n"p|tEK 7.4 设置模拟参数 108
s>A!Egmo 7.5 运行模拟 110
W,\LdQ 7.6 基于钛和镁在铌酸锂中的扩散,创建一个掩埋波导 111
#osP"~{
7.7 将模板以新的名称进行保存 111
"r:i 7.8 添加一个新的轮廓 111
$i:wS=
w' 7.9 创建上方的线性波导 112
^xBF$ua37) 8 各向异性BPM 115
YlF<S49loC 8.1 定义材料 116
@Ido6Z7 8.2 创建轮廓 117
A7|CG[wZ 8.3 定义布局设置 118
5x([fG 8.4 创建线性波导 120
|H.i$8_A 8.5 设置模拟参数 121
J.R|Xd 8.6 预览介电常数分量 122
9>@@W#TK~ 8.7 创建输入面 123
&zGf`Zi6*% 8.8 运行各向异性BPM模拟 124
dKKh ^D`~ 9 创建一个chip-to-fiber对接耦合器 127
Z= 'DV1A$, 9.1 定义chip-to-fiber对接耦合器的材料和波导 128
_ct18nh9 9.2 定义布局设置 130
jbDap i< 9.3 创建一个chip-to-fiber对接耦合器 130
{giKC)! 9.4 编辑输入平面 132
(wMiXi 9.5 设置模拟参数 134
ZQ&A'(tt4 9.6 运行模拟 135
, Ww\C 10 电光调制器 138
gM0^k6bB8 10.1 定义电解质材料 139
7W{xK'|] 10.2 定义电极材料 140
tA*hh"9 10.3 定义轮廓 141
XAn{xNpz 10.4 绘制波导 144
lur$?_gt 10.5 绘制电极 147
,-4SVj8$P 10.6 静电模拟 149
?u*gKI 10.7 电光模拟 151
D8w:c6b 11 折射率(RI)扫描 155
& o2F4 11.1 定义材料和通道 155
F5*NK!U 11.2 定义布局设置 157
b1("(,r/` 11.3 绘制线性波导 160
y([""z3<w 11.4 插入输入面 160
3!+N}[$iy 11.5 创建脚本 161
x_C#ALq9 11.6 运行模拟 163
u{H'evv0O 11.7 在OptiBPM_Analyzer中预览结果 163
m|7lDfpb 12 应用用户自定义扩散轮廓 165
!I7bxDzK$ 12.1 定义材料 165
1#G( 12.2 创建参考轮廓 166
pPC_ub 12.3 定义布局设置 166
Z#2AK63/T 12.4 用户自定义轮廓 167
POnI&y] 12.5 根据参考轮廓检测用户自定义轮廓 170
lbRm(W( 13 马赫-泽德干涉仪开关 172
N33{vx 13.1 定义材料 173
y .+d3 13.2 创建钛扩散轮廓 173
9PU9BYBG 13.3 定义晶圆 174
t
Q0vX@I<v 13.4 创建器件 175
~miRnW*x 13.5 检查x-y切面的RI轮廓 177
%(9BWO 13.6 定义电极区域 178
kLr6j-X [table=772][tr][td][table=712,#ffffff,,0][tr][td]
wRc=;f 13.7 定义输入平面和模拟参数 182
_cWz9 ; 13.8 运行模拟 182
FMuakCic5 13.9 创建脚本 184
x6d0yJ < 14 应用OptiBPM和OptiSystem进行光集成
电路模拟-散射数据导出 186
P,(Tu.EPk 14.1 理论背景 186
I T.'`!T 14.2 波导Vertical Offset位置设置 189
34@f(^d+^ 14.3 生成脚本数据 190
Ap{2*o 14.4 导出散射数据 193
$Iu N(# 14.5 创建臂 194
SM<kR1bo 14.6 在OptiSystem内加载*.s文件 197
;AFF7N>& 14.7 加载两个臂的文件 200
v Ft]n 14.8 在OptiSystem内完成布局 201
RWN2P6 14.9 连接元件 202
bIX'|= 14.10 运行模拟 203
M"E ]r=1 14.11 创建图以查看结果 204
K*ZH<@o4 BUuU#e5 ]
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