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前 言 |jEKUTv,G ~ Y4H)r 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。 4AZlr*U A}t.`FLP,j 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。 IN ,@ f$*M;|c1c/ 通过OptiBPM,科研人员可以同时观察近场分布(包含幅度、相位等),检测辐射以及方向场(Guided Field)。OptiBPM能够提升科研人员在波导器件设计的效率,减小风险并降低整体研发产品成本。 f*NtnD=rJ _&19OD% 本书详细描述了各类光波导模型的创建以及分析方法,旨在帮助OptiBPM软件初学者快速学会常用的软件功能。本书主要参考OptiWave公司发布的案例以及相关操作手册翻译整理而成。 TN7kt]a2 d,8V-Dk+p 本书第一章主要介绍了软件的安装方法以及软件的开发背景,第二~十三章,分别描述了如何创建以及分析常见的波导类器件,如MMI耦合器、MMI星形耦合器、3dB耦合器、电光调制器、Chip-to-Fiber对接耦合器、马赫泽德干涉仪等,并包含了创建各类波导的方法和分析方法,如参数扫描,脚本自定义等。第十四章主要描述了如何将OptiBPM设计的元器件,导入到OptiSystem(一款光通信系统模拟仿真软件)中做联合仿真,可以查看此元器件在光通信系统中的具体行为。 )n5]+VTZ5 e4khReF; 《OptiBPM入门指南》,是由上海讯技光电工程师翻译整理而来,译者希望本书能够对OptiBPM的使用者有所帮助,通过学习后能够较好的掌握OptiBPM软件的基本使用方法。由于译者水平有限,书中错误纰漏之处在所难免,敬请同行读者批评和指正 D7sw;{ns <saS2.4 上海讯技光电科技有限公司 2021年4月 AY[7yPP feQ_dA q 目 录 X'7 T" 5! 1 入门指南 4 m-, ' 1.1 OptiBPM安装及说明 4 L7X._XBO[ 1.2 OptiBPM简介 5 AH`tkPd 1.3 光波导介绍 8 j9y,UT 1.4 快速入门 8 C]A*B 2 创建一个简单的MMI耦合器 28 bxrByu~| 1 2.1 定义MMI耦合器材料 28 X
H{5E4P 2.2 定义布局设置 29 iMk`t:!;#" 2.3 创建一个MMI耦合器 31 zw\"!=r^ 2.4 插入input plane 35 |os2@G$ 2.5 运行模拟 39 yw#P<8{/[ 2.6 在OptiBPM_Analyzer中查看模拟结果 43 $`{}4,5M 3 创建一个单弯曲器件 44 ;9,Ll%Lk< 3.1 定义一个单弯曲器件 44 68;,hS*|6 3.2 定义布局设置 45 qW;nWfkYC 3.3 创建一个弧形波导 46 @U}fvdft 3.4 插入入射面 49 B,e@v2jO| 3.5 选择输出数据文件 53 _L%/NXu, 3.6 运行模拟 54 &e cf5jFy 3.7 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 57 `S;pn+5 4 创建一个MMI星形耦合器 60 o"7,CQye 4.1 定义MMI星形耦合器的材料 60 :bLGDEC 4.2 定义布局设置 61 cM C1|3 4.3 创建一个MMI星形耦合器 61 }..}]J;To 4.4 插入输入面 62 JeWW~y`e?{ 4.5 运行模拟 63 <ywxz1 i 4.6 预览最大值 65 n)$ q*IN" 4.7 绘制波导 69 9#O"^.Z ! 4.8 指定输出波导的路径 69
{3_M&$jN 4.9 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 71 <0JW[m 4.10 添加输出波导并预览仿真结果 72 ;,Lq*x2s 4.11 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 74 4&$hBn=! 5 基于VB脚本进行波长扫描 75 JOenVepQ, 5.1 定义波导材料 75 sAnStS=> 5.2 定义布局设置 76 4)v\Dc/9i 5.3 创建波导 76 ?|N:[. 5.4 修改输入平面 77 $sGX%u 5.5 指定波导的路径 78 [#lPT'l 5.6 运行模拟 79 w y:. 5.7 在OptiBPM_Simulator中预览模拟结果 81 8$?a?7,>| 5.8 应用VB脚本进行模拟 82 li/IKS)e$ 5.9 在OptiBPM_Analyzer中查看模拟结果 84 &EA4`p 6 应用VB脚本设计一个3dB的耦合器 88 .'__ [|-{; 6.1 定义3dB耦合器所需的材料 88 Yw?%>L 6.2 定义布局结构 89 m"H9C-Y
6.3 绘制并定位波导 91 dXrv 6.4 生成布局脚本 95 *Z)`:Gae 6.5 插入和编辑输入面 97 xCoQ>.4p 6.6 运行模拟 98 4V43(G 6.7 修改布局脚本 100 |Vd)7/LN 6.8 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 102 @105 @9F 7 应用预定义扩散过程 104 MJ}VNv|S 7.1 创建一个由钛在铌酸锂中扩散所形成的线性波导 104 %ze Sx 7.2 定义布局设置 106 @B+ 7.3 设计波导 107 z~z.J] 7.4 设置模拟参数 108 xV<NeU 7.5 运行模拟 110 Rqvm%sAi 7.6 基于钛和镁在铌酸锂中的扩散,创建一个掩埋波导 111 xU67ztS'E' 7.7 将模板以新的名称进行保存 111 ro^Y$;G 7.8 添加一个新的轮廓 111 5-=mtvA: 7.9 创建上方的线性波导 112 JK[7&C-O 8 各向异性BPM 115 R:^GNra; 8.1 定义材料 116 ;I5HMc_a" 8.2 创建轮廓 117 b*?="%eE( 8.3 定义布局设置 118 U{i9h6b"18 8.4 创建线性波导 120 CO4*"~']t 8.5 设置模拟参数 121 "}Ya. 8.6 预览介电常数分量 122 ^XZmtB 8.7 创建输入面 123 /F/`?=1<$ 8.8 运行各向异性BPM模拟 124 9-}&znLZe 9 创建一个chip-to-fiber对接耦合器 127 a&PoUwG 9.1 定义chip-to-fiber对接耦合器的材料和波导 128 Z^h'&c# 9.2 定义布局设置 130 ]%shs 9.3 创建一个chip-to-fiber对接耦合器 130 Oyj!N`&z@ 9.4 编辑输入平面 132 zx;x@";p 9.5 设置模拟参数 134 -kQ{~">w 9.6 运行模拟 135 {%UY1n 10 电光调制器 138 ~~'XY( \L@ 10.1 定义电解质材料 139 r95$B6 10.2 定义电极材料 140 1)%9h>F7 10.3 定义轮廓 141 F?5kl/(" 10.4 绘制波导 144 )oHIRsr 10.5 绘制电极 147 6j_
A{*~Ng 10.6 静电模拟 149 JGH9b!}-1 10.7 电光模拟 151 ]2K>#sn-] 11 折射率(RI)扫描 155 mxP{"6 11.1 定义材料和通道 155 B6$s*SXNp 11.2 定义布局设置 157 ];zi3oS^ 11.3 绘制线性波导 160 [4t_ 83 11.4 插入输入面 160 GW.s\8w 11.5 创建脚本 161 M7!&gFv8 11.6 运行模拟 163 MJ&6 Z* 11.7 在OptiBPM_Analyzer中预览结果 163 cZ^$!0 12 应用用户自定义扩散轮廓 165 Hdj0! bUx 12.1 定义材料 165 s^3t18m&1 12.2 创建参考轮廓 166 {l_R0 12.3 定义布局设置 166 D[;6xJ 12.4 用户自定义轮廓 167 YR~g&E#U^ 12.5 根据参考轮廓检测用户自定义轮廓 170 8oN4!#: 13 马赫-泽德干涉仪开关 172 qXP)R/~OZ 13.1 定义材料 173 w;r -TLf 13.2 创建钛扩散轮廓 173 stoBjDS 13.3 定义晶圆 174 *A
c~ 13.4 创建器件 175 v |QFUa` 13.5 检查x-y切面的RI轮廓 177 AB}Qd\ 13.6 定义电极区域 178 a]
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