[产品]波导光通信——《OptiBPM入门教程》 [复制链接]

前  言 HF>Gf2-C  
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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。 WxwSb`U|  
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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。 FrXFm+8 F  
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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。 l+g\xUP  
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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。 Uv|z c  
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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。 baJ(Iy$XT  
r,F~Vwa}  
《OptiBPM入门指南》，是由上海讯技光电工程师翻译整理而来，译者希望本书能够对OptiBPM的使用者有所帮助，通过学习后能够较好的掌握OptiBPM软件的基本使用方法。由于译者水平有限，书中错误纰漏之处在所难免，敬请同行读者批评和指正 1haNca_6,  
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目 录 ]*b}^PQM^  
1 入门指南 4 P>q"P1&{  
1.1 OptiBPM安装及说明 4 "A\.`*6  
1.2 OptiBPM简介 5 IoUQ~JviA  
1.3 光波导介绍 8 "o"ujQ
(v  
1.4 快速入门 8 <k'JhMwN  
2 创建一个简单的MMI耦合器 28 A0Z<1|6r*  
2.1 定义MMI耦合器材料 28 H{}0-0o  
2.2 定义布局设置 29 pdCn98}%-  
2.3 创建一个MMI耦合器 31 ;:(kVdb  
2.4 插入input plane 35 mY[s2t  
2.5 运行模拟 39 oS3}xT" U  
2.6 在OptiBPM_Analyzer中查看模拟结果 43 V^Gz7`^  
3 创建一个单弯曲器件 44 `@.  
3.1 定义一个单弯曲器件 44 7)iB6RBK  
3.2 定义布局设置 45 P%HvL4R  
3.3 创建一个弧形波导 46 4-lG{I_S:  
3.4 插入入射面 49 ?M2#fD]e  
3.5 选择输出数据文件 53 n27df9L  
3.6 运行模拟 54 ch2Qk8  
3.7 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 57 8$Igo
$U-  
4 创建一个MMI星形耦合器 60 2BTFK
"=U  
4.1 定义MMI星形耦合器的材料 60 FtBYPSGz  
4.2 定义布局设置 61 0sxZa+G0o  
4.3 创建一个MMI星形耦合器 61 g )H>Uu5@  
4.4 插入输入面 62 Cm)_xnv  
4.5 运行模拟 63 <?|v-(E  
4.6 预览最大值 65 cH$zDm1  
4.7 绘制波导 69 0Vu&UD  
4.8 指定输出波导的路径 69 o5~o Rmsr  
4.9 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 71 Vq[L4  
4.10 添加输出波导并预览仿真结果 72 :|%dV}j  
4.11 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 74 &E98&[`7  
5 基于VB脚本进行波长扫描 75 %C&HR2  
5.1 定义波导材料 75 4yLC  
5.2 定义布局设置 76 B_;W!  
5.3 创建波导 76 ~`J/618  
5.4 修改输入平面 77 NpS*]vSO  
5.5 指定波导的路径 78 -9Iz$(>a  
5.6 运行模拟 79 MF+J3)  
5.7 在OptiBPM_Simulator中预览模拟结果 81 m~KGB"  
5.8 应用VB脚本进行模拟 82 ZM)YRdh  
5.9 在OptiBPM_Analyzer中查看模拟结果 84 {a>a?fVU  
6 应用VB脚本设计一个3dB的耦合器 88 Rx';P/F0C  
6.1 定义3dB耦合器所需的材料 88 V=#
L@ws  
6.2 定义布局结构 89 {\tHS+]  
6.3 绘制并定位波导 91 HK~uu5j  
6.4 生成布局脚本 95 Bvbv~7g(  
6.5 插入和编辑输入面 97
w-~
u[c  
6.6 运行模拟 98 Q_p!;3  
6.7 修改布局脚本 100 UsT+o  
6.8 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 102 H
)XHlO^  
7 应用预定义扩散过程 104 f-at@C1L%L  
7.1 创建一个由钛在铌酸锂中扩散所形成的线性波导 104 @8[3]<  
7.2 定义布局设置 106 Obl']Hr{y9  
7.3 设计波导 107 lZyxJDZ A  
7.4 设置模拟参数 108 e;LJdd  
7.5 运行模拟 110 'G3;!xk$  
7.6 基于钛和镁在铌酸锂中的扩散，创建一个掩埋波导 111 R
Ed"}zDI  
7.7 将模板以新的名称进行保存 111 q2qbbQ6H  
7.8 添加一个新的轮廓 111 4[@`j{  
7.9 创建上方的线性波导 112 M>Yge~3  
8 各向异性BPM 115 :mwNkT2et  
8.1 定义材料 116 o+U]=q*|)$  
8.2 创建轮廓 117 I]S8:w![  
8.3 定义布局设置 118 Fi8'3/q-^  
8.4 创建线性波导 120 Z1V%pg>]*  
8.5 设置模拟参数 121 ^:JZ.r  
8.6 预览介电常数分量 122 ~N</;{}fL4  
8.7 创建输入面 123 )ESF)aKMiz  
8.8 运行各向异性BPM模拟 124 oBVYgv)  
9 创建一个chip-to-fiber对接耦合器 127 EH;w <LvT  
9.1 定义chip-to-fiber对接耦合器的材料和波导 128 E_VLI'Hn?  
9.2 定义布局设置 130 SoS GQ&k  
9.3 创建一个chip-to-fiber对接耦合器 130 YuO-a$BP  
9.4 编辑输入平面 132 6>I{Ik@>  
9.5 设置模拟参数 134 99T_y`df  
9.6 运行模拟 135 d1=kHU4_9  
10 电光调制器 138 E1,Sr?'  
10.1 定义电解质材料 139 &p\fdR4e  
10.2 定义电极材料 140 +-=o16*{ !  
10.3 定义轮廓 141 r[P5 ufy2]  
10.4 绘制波导 144 cO$ PK  
10.5 绘制电极 147 9v7l@2/  
10.6 静电模拟 149 cE7xNZ;Bh  
10.7 电光模拟 151 e}qG_*  
11 折射率(RI)扫描 155 b_Us%{  
11.1 定义材料和通道 155 kNX"Vo]1  
11.2 定义布局设置 157 U1&pcwP  
11.3 绘制线性波导 160 2FHWOy /N@  
11.4 插入输入面 160 5<-_"/_  
11.5 创建脚本 161 +J`EB
oIo  
11.6 运行模拟 163 UL0%oJ#  
11.7 在OptiBPM_Analyzer中预览结果 163 Mx,QgYSu  
12 应用用户自定义扩散轮廓 165 0>#or$:6E  
12.1 定义材料 165 0Xmp)_vba  
12.2 创建参考轮廓 166 'n>
,+,&  
12.3 定义布局设置 166 u(ep$>[F#_  
12.4 用户自定义轮廓 167 _*b1]<  
12.5 根据参考轮廓检测用户自定义轮廓 170 JX_hLy@`  
13 马赫-泽德干涉仪开关 172 P19nF[A  
13.1 定义材料 173 p"9
a`/  
13.2 创建钛扩散轮廓 173 1(V>8}zn  
13.3 定义晶圆 174 <I.anIB:U  
13.4 创建器件 175 V=";vRS8  
13.5 检查x-y切面的RI轮廓 177 B~HA 32  
13.6 定义电极区域 178 #NZ\UmA  
[table=772][tr][td][table=712,#ffffff,,0][tr][td] )+]8T6~ N  
13.7 定义输入平面和模拟参数 182 hQ!slO  
13.8 运行模拟 182 t#s?:  
13.9 创建脚本 184 q'kZ3G   
14 应用OptiBPM和OptiSystem进行光集成电路模拟-散射数据导出 186 K/;FP'.  
14.1 理论背景 186 ]d#Lfgo  
14.2 波导Vertical Offset位置设置 189 _akC^hT  
14.3 生成脚本数据 190 e|:#Y^  
14.4 导出散射数据 193 vywd&7gK  
14.5 创建臂 194 # 4E@y<l$  
14.6 在OptiSystem内加载*.s文件 197 >sAZT:&gv  
14.7 加载两个臂的文件 200 9W$d'IA  
14.8 在OptiSystem内完成布局 201 5IeF |#g  
14.9 连接元件 202 C`F*00M{  
14.10 运行模拟 203
%x_c2  
14.11 创建图以查看结果 204 [jl'5ld  
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]有兴趣可以扫码加微联系 sW)C6 #