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前 言 ;{#M (inwKRH 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。 XT;IEZQZ dXy"yQ>{ 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。 AZm)$@e) `E%d$ 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。 ^.aEKr hQrsZv:Q
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。 uaMm iR $+yQ48Wq 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。 9n2%7dLQ* j;c^pLUP 《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 UVi/Be#| HGMH
g 上海讯技光电科技有限公司 'g,
x}6 LWR&(p.% 目 录 {ca^yHgGy 1 入门指南 4 $XzlW=3y 1.1 OptiBPM安装及说明 4 G\+MT(&5 1.2 OptiBPM简介 5 >TVd*S 1.3 光波导介绍 8 Yl3PZ*#@ Q 1.4 快速入门 8 /-9+( 2 创建一个简单的MMI耦合器 28 @Pg@ltUd 2.1 定义MMI耦合器材料 28 gG?*Fi 2.2 定义布局设置 29 6>^k9cJp 2.3 创建一个MMI耦合器 31 jtJ8r5j 1 2.4 插入input plane 35 9O_N
iu0 2.5 运行模拟 39 W-B[_ 2.6 在OptiBPM_Analyzer中查看模拟结果 43 UjK&`a;V 3 创建一个单弯曲器件 44 Jm^jz 3.1 定义一个单弯曲器件 44 V'4}9J 3.2 定义布局设置 45 |1 6v4 R 3.3 创建一个弧形波导 46 z-E4-\a
3.4 插入入射面 49 +F6_P 3.5 选择输出数据文件 53 X+BSneu 3.6 运行模拟 54 CzbNG^+ 3.7 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 57 s$G8`$+i1 4 创建一个MMI星形耦合器 60 RlL,eU$CS 4.1 定义MMI星形耦合器的材料 60 ^aMdbB 4.2 定义布局设置 61 -L3RzX 4.3 创建一个MMI星形耦合器 61 u{d` 4.4 插入输入面 62 N*-Z Jv 4.5 运行模拟 63 bS"M* 4.6 预览最大值 65 jg/<"/E 4.7 绘制波导 69 o\gQYi 4.8 指定输出波导的路径 69 QQcj"s 4.9 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 71 ?5gpk1 4.10 添加输出波导并预览仿真结果 72 _L.yt5_ 4.11 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 74 N$b;8F 5 基于VB脚本进行波长扫描 75 N/=3Bs0y- 5.1 定义波导材料 75 |g!#
\ 5.2 定义布局设置 76 F4{<;4N0 5.3 创建波导 76 p$<qT^]& 5.4 修改输入平面 77 1\kehCt 5.5 指定波导的路径 78 z#/*LP#oY 5.6 运行模拟 79 |0mI3r 5.7 在OptiBPM_Simulator中预览模拟结果 81 z$b!J$A1 5.8 应用VB脚本进行模拟 82 ';F][x 5j 5.9 在OptiBPM_Analyzer中查看模拟结果 84 vL0Ol-Vt 6 应用VB脚本设计一个3dB的耦合器 88 h#nQd=H<g# 6.1 定义3dB耦合器所需的材料 88 bS<p dOX_ 6.2 定义布局结构 89 [l:.Q?? )| 6.3 绘制并定位波导 91 h='=uj8o5 6.4 生成布局脚本 95 7a net 6.5 插入和编辑输入面 97 e+TNG &_ 6.6 运行模拟 98 l<?wB|1' 6.7 修改布局脚本 100 f_8~b0` 6.8 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 102 7O#>N}| 7 应用预定义扩散过程 104 >wwEa4
7.1 创建一个由钛在铌酸锂中扩散所形成的线性波导 104 7j8_O@_ 7.2 定义布局设置 106 #4>F%_ 7.3 设计波导 107 ><~hOK?v 7.4 设置模拟参数 108 &@+;]t 7.5 运行模拟 110 \mloR
' 7.6 基于钛和镁在铌酸锂中的扩散,创建一个掩埋波导 111 +L6d$+ 7.7 将模板以新的名称进行保存 111 AP%h!b5v 7.8 添加一个新的轮廓 111 ;Lu|fQ#u* 7.9 创建上方的线性波导 112 \ :.p8` 8 各向异性BPM 115 b8&9pLl 8.1 定义材料 116 dQ]j
r. 8.2 创建轮廓 117 7Z_iQ1 8.3 定义布局设置 118 &3V4~L1aEg 8.4 创建线性波导 120 +8M{y D9# 8.5 设置模拟参数 121 :|Cf$2k7 8.6 预览介电常数分量 122 2 6A#X 8.7 创建输入面 123 [aC(Ga} 8.8 运行各向异性BPM模拟 124 _[W=1bGJ 9 创建一个chip-to-fiber对接耦合器 127 uvL|T48 9.1 定义chip-to-fiber对接耦合器的材料和波导 128 jk@]d5 9.2 定义布局设置 130 _ sd?l 9.3 创建一个chip-to-fiber对接耦合器 130 c1[;a> 9.4 编辑输入平面 132 U!4 ^; 9.5 设置模拟参数 134 0U'r ia:$ 9.6 运行模拟 135 a$
}^z 10 电光调制器 138 Hg4Ut/0 10.1 定义电解质材料 139 "<n{/x( 10.2 定义电极材料 140 /.r($Sg^ 10.3 定义轮廓 141 '5%DKz 10.4 绘制波导 144 \MU4"sXw 10.5 绘制电极 147 r"+
WUU 10.6 静电模拟 149 pmC@ fB 10.7 电光模拟 151 X^ovP'c2 11 折射率(RI)扫描 155 f]Vz !hM~ 11.1 定义材料和通道 155 ;$Y?j8g 11.2 定义布局设置 157 \ys3&<;b 11.3 绘制线性波导 160 gI]Vyg<{d 11.4 插入输入面 160 sEoS[t|" 11.5 创建脚本 161 q9OIw1xQr* 11.6 运行模拟 163 t5&$ y` 11.7 在OptiBPM_Analyzer中预览结果 163 .}tL:^'~o 12 应用用户自定义扩散轮廓 165 B7#;tCf 12.1 定义材料 165 e"vEh 12.2 创建参考轮廓 166 _?{2{^v 12.3 定义布局设置 166 q+K`+& @\ 12.4 用户自定义轮廓 167 t*COzE 12.5 根据参考轮廓检测用户自定义轮廓 170 sIyLW 13 马赫-泽德干涉仪开关 172 H:|yu 13.1 定义材料 173 bc+'n 13.2 创建钛扩散轮廓 173 TqWvHZX 13.3 定义晶圆 174 wtZe\h 13.4 创建器件 175 *@O;IiSE 13.5 检查x-y切面的RI轮廓 177 @gZ%>qe 13.6 定义电极区域 178 Va1|XQ<CL "DUL} "5T 13.7 定义输入平面和模拟参数 182
"dA"N$ 13.8 运行模拟 182 \\[P^ tsF 13.9 创建脚本 184 V482V#BP 14 应用OptiBPM和OptiSystem进行光集成电路模拟-散射数据导出 186 b7\nCRY 14.1 理论背景 186 2^|*M@3r 14.2 波导Vertical Offset位置设置 189 b+{yF 14.3 生成脚本数据 190 P/^:IfuR 14.4 导出散射数据 193 ^fRA$t 14.5 创建臂 194 k&9
b&-=fk 14.6 在OptiSystem内加载*.s文件 197 |`,%%p|T% 14.7 加载两个臂的文件 200 v=|ahsYC 14.8 在OptiSystem内完成布局 201 W4Zi?@L>' 14.9 连接元件 202 S]k<Ixvf 14.10 运行模拟 203 H=B8'N 14.11 创建图以查看结果 204 y%43w4 *ozeoX'5D 有兴趣可以扫码加微联系 tM~R?9OaJ
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