前 言 [0/ ?(i| Y]Su<tgX? 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。
86R}G/>>e <@F4{* 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。
o }Tv^>L _AVCh)Zb 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。
SB$~Btr (9Hc`gd)p 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。
KgAc0pz{7H H{yPi7 P 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。
dr'6N1B@ "_?^uymw 《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
$PrzJc 上海讯技光电科技有限公司
2021年4月 QXXcJc~
yv$MQ~] YI%S)$ 目 录 Sn0?_vH4 1 入门指南 4
yMo@ka=v 1.1 OptiBPM安装及说明 4
{W `/KU?u 1.2 OptiBPM简介 5
!p0FJ].g, 1.3 光波导介绍 8
RL)'m 1.4 快速入门 8
_r^&.'q 2 创建一个简单的MMI耦合器 28
egr@:5QwZ{ 2.1 定义MMI耦合器
材料 28
zQ)[re) 2.2 定义布局设置 29
/f0_mi,bD 2.3 创建一个MMI耦合器 31
>vP^l
{SD 2.4 插入input plane 35
0;k3 2.5 运行模拟 39
<<UlFE9" 2.6 在OptiBPM_Analyzer中查看模拟结果 43
]^ RgzK 3 创建一个单弯曲器件 44
<JKPtF2b 3.1 定义一个单弯曲器件 44
N>]u;HjH 3.2 定义布局设置 45
\7og&j-h 3.3 创建一个弧形波导 46
4SG[_:+! 3.4 插入入射面 49
3%cNePlr 3.5 选择输出数据文件 53
1ViDS 3.6 运行模拟 54
"QiUuD= 3.7 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 57
f5sk,Z 4 创建一个MMI星形耦合器 60
0_&oMPY 4.1 定义MMI星形耦合器的材料 60
xmVK{Q YT$ 4.2 定义布局设置 61
#m8Oy|Y9` 4.3 创建一个MMI星形耦合器 61
-nHc52, 4.4 插入输入面 62
wHIS}OONz 4.5 运行模拟 63
DORFK 4.6 预览最大值 65
HX<5i>]0\u 4.7 绘制波导 69
bgEUG 4.8 指定输出波导的路径 69
E~N}m7kTl/ 4.9 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 71
-MOf[f^ 4.10 添加输出波导并预览仿真结果 72
aEL6-['( 4.11 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 74
.@[+05Yw 5 基于VB脚本进行
波长扫描 75
fE^rTUtn 5.1 定义波导材料 75
&}P62& 5.2 定义布局设置 76
hVR=g!e#X 5.3 创建波导 76
P+Hs6Q 5.4 修改输入平面 77
E%40u.0 5.5 指定波导的路径 78
Yoaz|7LS 5.6 运行模拟 79
hd^?svID 5.7 在OptiBPM_Simulator中预览模拟结果 81
.c BJA&/ 5.8 应用VB脚本进行模拟 82
zIm$S/Qe* 5.9 在OptiBPM_Analyzer中查看模拟结果 84
5HJ6[.HO 6 应用VB脚本设计一个3dB的耦合器 88
?=
ulfGrY 6.1 定义3dB耦合器所需的材料 88
:uMD$zF'5 6.2 定义布局结构 89
K_}vmB\2l 6.3 绘制并定位波导 91
B04Br~hel* 6.4 生成布局脚本 95
GMiWS:`;v` 6.5 插入和编辑输入面 97
FC)aR[ 6.6 运行模拟 98
ogQbST 6.7 修改布局脚本 100
M)-+j{< 6.8 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 102
P'FI'2cN7 7 应用预定义扩散过程 104
1Z*-@%RX 7.1 创建一个由钛在铌酸锂中扩散所形成的线性波导 104
tAaFIIvY 7.2 定义布局设置 106
#V~r@, 7.3 设计波导 107
9i9VDk{ 7.4 设置模拟参数 108
C' ny 2>uA 7.5 运行模拟 110
oOSw>23x 7.6 基于钛和镁在铌酸锂中的扩散,创建一个掩埋波导 111
#t{?WkO[ 7.7 将模板以新的名称进行保存 111
9ft7 7.8 添加一个新的轮廓 111
JQ0KXS Nr 7.9 创建上方的线性波导 112
<0Q`:'\.> 8 各向异性BPM 115
FIW*Nr 8.1 定义材料 116
~>+}(%<, 8.2 创建轮廓 117
#~
/-n 8.3 定义布局设置 118
+:oHI[1HG 8.4 创建线性波导 120
Z7Mc.[C 8.5 设置模拟参数 121
"X}!j>- 8.6 预览介电常数分量 122
whRc YnJ 8.7 创建输入面 123
("IRv>} 0 8.8 运行各向异性BPM模拟 124
"iOT14J!7 9 创建一个chip-to-fiber对接耦合器 127
8=<d2u' 9.1 定义chip-to-fiber对接耦合器的材料和波导 128
[j-]n#E=9y 9.2 定义布局设置 130
bJGT^N@ 9.3 创建一个chip-to-fiber对接耦合器 130
\Mt(9jNK 9.4 编辑输入平面 132
|J~;yO SD 9.5 设置模拟参数 134
^<ayPV)+ 9.6 运行模拟 135
g$$uf[A-SL 10 电光调制器 138
hOw7"'# ! 10.1 定义电解质材料 139
:)%Vahu 10.2 定义电极材料 140
~
]o .Mv a 10.3 定义轮廓 141
X}g!Lp 10.4 绘制波导 144
Z7OWpujCvN 10.5 绘制电极 147
_
@ \ 10.6 静电模拟 149
?hsOhUs(5 10.7 电光模拟 151
K4A=lD+ 11 折射率(RI)扫描 155
!`Bb[BTf 11.1 定义材料和通道 155
2hu;N 11.2 定义布局设置 157
O@??
NF6G 11.3 绘制线性波导 160
k\1q Jr 11.4 插入输入面 160
A1Rt 11.5 创建脚本 161
K)F;^)KDHf 11.6 运行模拟 163
X[BKF8, 11.7 在OptiBPM_Analyzer中预览结果 163
k>U&Us0 12 应用用户自定义扩散轮廓 165
t$R|lv5< 12.1 定义材料 165
W=]QTx,J 12.2 创建参考轮廓 166
" c}pY ^( 12.3 定义布局设置 166
)2u=U9 12.4 用户自定义轮廓 167
> : \lDz 12.5 根据参考轮廓检测用户自定义轮廓 170
0SA
c1 13 马赫-泽德干涉仪开关 172
nv@$'uQRp 13.1 定义材料 173
JdFMSmZ@ 13.2 创建钛扩散轮廓 173
*\:u}'[ 13.3 定义晶圆 174
EC&w9:R 13.4 创建器件 175
o= N= W 13.5 检查x-y切面的RI轮廓 177
I.1zD aP 13.6 定义电极区域 178
uRwIxT2 [table=772][tr][td][table=712,#ffffff,,0][tr][td]
4vGkgH<, 13.7 定义输入平面和模拟参数 182
)O2giVq7[0 13.8 运行模拟 182
d;V 13.9 创建脚本 184
Yb6(KT 14 应用OptiBPM和OptiSystem进行光集成
电路模拟-散射数据导出 186
q"`1cFD 14.1 理论背景 186
D_(xhM 14.2 波导Vertical Offset位置设置 189
fMI4'.Od 14.3 生成脚本数据 190
}3 RqaIY} 14.4 导出散射数据 193
vR-rCve$P 14.5 创建臂 194
W}.;]x%1B 14.6 在OptiSystem内加载*.s文件 197
:C_\.pA 14.7 加载两个臂的文件 200
C] \r~f 14.8 在OptiSystem内完成布局 201
7*~
rhQ 14.9 连接元件 202
&*/8Ojv)9 14.10 运行模拟 203
wp$CJ09f* 14.11 创建图以查看结果 204
\0'o*nlJ ~'=s?\I ]
有兴趣可以扫码加微联系 TZ ?va@2