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前 言 uPz+*4+ luf5-XT 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。 D9oNYF-V :jl*Y-mM 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。 +{I_%SsG .Ix3wR9 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。 ccuGM W G* x"12$ 79= 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。 `Y?VQ~ci> >q:%?mi 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。 N*-tBz P9cx&Hk9 《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 r<+C,h;aww X,|8Wpi= 上海讯技光电科技有限公司 'cs(gc0 !LN8=u. 目 录 ii)#(b:V 1 入门指南 4 hC:'L9Y 1.1 OptiBPM安装及说明 4 QQ3<)i 1.2 OptiBPM简介 5 te+} j7SU 1.3 光波导介绍 8 n N<N~ 1.4 快速入门 8 q9/v\~m 2 创建一个简单的MMI耦合器 28 s:U:Dv 2.1 定义MMI耦合器材料 28 nj[TTndJt 2.2 定义布局设置 29 bBjr hi 2.3 创建一个MMI耦合器 31 !/is+
xp 2.4 插入input plane 35 JtL>mH 2.5 运行模拟 39 9pp+<c 2.6 在OptiBPM_Analyzer中查看模拟结果 43 \]tBwa 3 创建一个单弯曲器件 44 l76=6Vtb 3.1 定义一个单弯曲器件 44 T+0=Ou"N 3.2 定义布局设置 45 x%B_v^^^ 3.3 创建一个弧形波导 46 p/h\QG1
3.4 插入入射面 49 '$tCAS 3.5 选择输出数据文件 53 &GP(yj] 3.6 运行模拟 54 d9f7 & 3.7 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 57 xE1?) 4 创建一个MMI星形耦合器 60 gmL~n7m:K 4.1 定义MMI星形耦合器的材料 60 .<hHK|HF 4.2 定义布局设置 61 d6luksO*9 4.3 创建一个MMI星形耦合器 61 N"S`9B1eD( 4.4 插入输入面 62 R}&?9tVRR 4.5 运行模拟 63 !vSI"$xd 4.6 预览最大值 65 ;,4*uU'vq 4.7 绘制波导 69 7d: ]o> 4.8 指定输出波导的路径 69 G]K1X"W? 4.9 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 71 oB:7R^a 4.10 添加输出波导并预览仿真结果 72 s5VK 4.11 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 74 5
D|#l*V 5 基于VB脚本进行波长扫描 75 6j%%CWU{~ 5.1 定义波导材料 75 P3zUaN\c 5.2 定义布局设置 76 O =Z}DGa+ 5.3 创建波导 76 gX}'b\zxC 5.4 修改输入平面 77 hY"eGaoF" 5.5 指定波导的路径 78 &tyS 6S+ 5.6 运行模拟 79 jl,gqMn"V 5.7 在OptiBPM_Simulator中预览模拟结果 81 n ay\) 5.8 应用VB脚本进行模拟 82 6$`< Y? 5.9 在OptiBPM_Analyzer中查看模拟结果 84 &`^(dO9 6 应用VB脚本设计一个3dB的耦合器 88 jBLTEb 6.1 定义3dB耦合器所需的材料 88 L AQ@y-K3 6.2 定义布局结构 89 7)rQf{q7 6.3 绘制并定位波导 91 xIM,0xM2 6.4 生成布局脚本 95 uzd7v, 6.5 插入和编辑输入面 97 _H+]G"k/r 6.6 运行模拟 98 "#d$$ 8 6.7 修改布局脚本 100 >^Nnhnr 6.8 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 102 $@AJg 7 应用预定义扩散过程 104 L!Jx`zM^ 7.1 创建一个由钛在铌酸锂中扩散所形成的线性波导 104 Y+-yIMt$r 7.2 定义布局设置 106 UTA|Ps$ 7.3 设计波导 107 vt
EfH 7.4 设置模拟参数 108 JX59n%$@ 7.5 运行模拟 110 V3,C5KKk&z 7.6 基于钛和镁在铌酸锂中的扩散,创建一个掩埋波导 111 K;
#FU 7.7 将模板以新的名称进行保存 111 7e<=(\(yl 7.8 添加一个新的轮廓 111 Rk$7jZdTf 7.9 创建上方的线性波导 112 r_7%|T8 8 各向异性BPM 115 TegdB|y7O 8.1 定义材料 116 R?wZ\y Ks} 8.2 创建轮廓 117 NLsF6BX/- 8.3 定义布局设置 118 nW=6nCyvo 8.4 创建线性波导 120 i~!g9o( 8.5 设置模拟参数 121 HhbBt'fH 8.6 预览介电常数分量 122 RoqkT|#$ 8.7 创建输入面 123 bmT%?it 8.8 运行各向异性BPM模拟 124 5wK==hZ 9 创建一个chip-to-fiber对接耦合器 127 1mFH7A($ 9.1 定义chip-to-fiber对接耦合器的材料和波导 128 Ws2q/[\oz 9.2 定义布局设置 130 0|GYt nd 9.3 创建一个chip-to-fiber对接耦合器 130 EjPR+m 9.4 编辑输入平面 132 bb_elmb)n 9.5 设置模拟参数 134 ?$pNd uE 9.6 运行模拟 135 +)c<s3OCE 10 电光调制器 138 @rhS[^1wi+ 10.1 定义电解质材料 139 \'O/3Y7?X 10.2 定义电极材料 140 dle\}Sy= 10.3 定义轮廓 141 a~2Jf @I3 10.4 绘制波导 144 A}(xH`A 10.5 绘制电极 147 xW"O|x$6 10.6 静电模拟 149 VwR\"8r3 10.7 电光模拟 151 PMQTcQ^ 11 折射率(RI)扫描 155 :!i=g+e] 11.1 定义材料和通道 155 X}#vt?mu 11.2 定义布局设置 157 8@3=SO 11.3 绘制线性波导 160 `^#Rwn# 11.4 插入输入面 160 ;MfqI/B{ 11.5 创建脚本 161 }s2CND 11.6 运行模拟 163 ^B.Z3Y 11.7 在OptiBPM_Analyzer中预览结果 163 e1[ReZW 12 应用用户自定义扩散轮廓 165 e N`+ r 12.1 定义材料 165 7FwtBO 12.2 创建参考轮廓 166 k}LIMkEa4a 12.3 定义布局设置 166 /)K') 12.4 用户自定义轮廓 167 C:1(<1K 12.5 根据参考轮廓检测用户自定义轮廓 170 ^!tX+`,6^ 13 马赫-泽德干涉仪开关 172 aZf/WiR2 13.1 定义材料 173 V lZ+x)E 13.2 创建钛扩散轮廓 173 Od.@G ~ 13.3 定义晶圆 174 W[jg+| 13.4 创建器件 175 jdG'sITv 13.5 检查x-y切面的RI轮廓 177 CH7a4qL` 13.6 定义电极区域 178 k4#j
l<R tGOJ4 = 13.7 定义输入平面和模拟参数 182 -w+.' 13.8 运行模拟 182 '@t,G,FJ 13.9 创建脚本 184 .XgY&5Qk 14 应用OptiBPM和OptiSystem进行光集成电路模拟-散射数据导出 186 sm##owI 14.1 理论背景 186 c:Czu 14.2 波导Vertical Offset位置设置 189 >s%Db<(P= 14.3 生成脚本数据 190 .BxI~d^ 14.4 导出散射数据 193 aPJTH0u 14.5 创建臂 194 .*NPoW4Kv 14.6 在OptiSystem内加载*.s文件 197 {GtX:v# 14.7 加载两个臂的文件 200 Qi\]='C 14.8 在OptiSystem内完成布局 201 oDS7do 14.9 连接元件 202 Q]5_s{kiz 14.10 运行模拟 203 5kqI 14.11 创建图以查看结果 204 H[w';u[% 3MX#}_7A 有兴趣可以扫码加微联系 @zGF9O<3,@
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