前 言 P`TJqJiY~ K bM1b 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。
s^zX9IVnp `Ti?hQm/ 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。
}+dDGFk c#<p44>U 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。
07#e{ }y&tF'qG 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。
MCO`\"`l >`o;hTS 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。
b 67l\L ^udl&> 《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
%pBc]n@_ 上海讯技光电科技有限公司
2021年4月 pWOK~=t
*EllE+M{n AEE&{_[S 目 录 y$`@QRW 1 入门指南 4
?my2dd,| 1.1 OptiBPM安装及说明 4
eYD -8* 1.2 OptiBPM简介 5
2!Sl!x+i\' 1.3 光波导介绍 8
o%)38T*n3 1.4 快速入门 8
A|
s\5"?? 2 创建一个简单的MMI耦合器 28
nk.j7tu 2.1 定义MMI耦合器
材料 28
K6G+sBw[ 2.2 定义布局设置 29
A40Q~X 2.3 创建一个MMI耦合器 31
9*;OHoD h 2.4 插入input plane 35
(Q[(] dfc 2.5 运行模拟 39
9six]T 2.6 在OptiBPM_Analyzer中查看模拟结果 43
~jDf,a2 3 创建一个单弯曲器件 44
|?<^4U8 3.1 定义一个单弯曲器件 44
.~7:o.BE`n 3.2 定义布局设置 45
%[WOQ.Sh 3.3 创建一个弧形波导 46
Yc2dq e> 3.4 插入入射面 49
I08W I u 3.5 选择输出数据文件 53
[iUy_ C=qp 3.6 运行模拟 54
RI&V:1 3.7 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 57
Ngw/H)<c 4 创建一个MMI星形耦合器 60
Y^-D'2P]P 4.1 定义MMI星形耦合器的材料 60
|<!xD
iB 4.2 定义布局设置 61
@@"abhT 4.3 创建一个MMI星形耦合器 61
,lb > 4.4 插入输入面 62
'tn-o 4.5 运行模拟 63
/33m6+ 4.6 预览最大值 65
5KC
Zg'h 4.7 绘制波导 69
4gh`
> 4.8 指定输出波导的路径 69
@~C
C$Y$ 4.9 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 71
5 nS}h76mZ 4.10 添加输出波导并预览仿真结果 72
!eA6Ejf 4.11 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 74
Kdr}7#c 5 基于VB脚本进行
波长扫描 75
]:}x 4O# 5.1 定义波导材料 75
3S{3AmKj? 5.2 定义布局设置 76
"9O8#i<Nr 5.3 创建波导 76
[Y-3C47 5.4 修改输入平面 77
eZMfn$McJv 5.5 指定波导的路径 78
q$7/X;A 5.6 运行模拟 79
FJ{6_=@D 5.7 在OptiBPM_Simulator中预览模拟结果 81
9" cyZO 5.8 应用VB脚本进行模拟 82
Ws;X;7tS 5.9 在OptiBPM_Analyzer中查看模拟结果 84
}.N~jx0R 6 应用VB脚本设计一个3dB的耦合器 88
V@pUU~6R 6.1 定义3dB耦合器所需的材料 88
0;tu}]jnN 6.2 定义布局结构 89
Q9{f'B 6.3 绘制并定位波导 91
)*nZ6Cg' 6.4 生成布局脚本 95
tOxTiaa= 6.5 插入和编辑输入面 97
&}!AjA) 6.6 运行模拟 98
h.4FY< 6.7 修改布局脚本 100
ui<Mnm_T;d 6.8 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 102
}.r) 7 应用预定义扩散过程 104
f6`W(OiE 7.1 创建一个由钛在铌酸锂中扩散所形成的线性波导 104
Rh%C$d( 7.2 定义布局设置 106
xwa@h}\# 7.3 设计波导 107
`*y%[J,I# 7.4 设置模拟参数 108
x{9$4d 7.5 运行模拟 110
79Ur1-]/ 7.6 基于钛和镁在铌酸锂中的扩散,创建一个掩埋波导 111
_@! yj 7.7 将模板以新的名称进行保存 111
I|.
< 7.8 添加一个新的轮廓 111
', P_a,\ 7.9 创建上方的线性波导 112
KskPFXxP 8 各向异性BPM 115
ccwz:7r 8.1 定义材料 116
21z@-&Oq 8.2 创建轮廓 117
p
Cgm!t?/ 8.3 定义布局设置 118
TTD#ovo' 8.4 创建线性波导 120
d"OYq 8.5 设置模拟参数 121
=4
NKXP~C 8.6 预览介电常数分量 122
Xa_:B\ic 8.7 创建输入面 123
(&Mv!6] 8.8 运行各向异性BPM模拟 124
T$1(6<:+. 9 创建一个chip-to-fiber对接耦合器 127
)0zg1z 9.1 定义chip-to-fiber对接耦合器的材料和波导 128
cp2a @ 9.2 定义布局设置 130
g1I8_!}~ 9.3 创建一个chip-to-fiber对接耦合器 130
WXd#`f % 9.4 编辑输入平面 132
X/FR e[R 9.5 设置模拟参数 134
uTNy{RBD+ 9.6 运行模拟 135
<4P.B?-/t 10 电光调制器 138
GjyTM 10.1 定义电解质材料 139
K6s tkDhb 10.2 定义电极材料 140
BFZ\\rN` 10.3 定义轮廓 141
E&>;a!0b] 10.4 绘制波导 144
emI F{oP 10.5 绘制电极 147
{Zo*FZcaX 10.6 静电模拟 149
TGuCIc0B{ 10.7 电光模拟 151
wU-Cb<^ 11 折射率(RI)扫描 155
)!=fy'] 11.1 定义材料和通道 155
th}&|Y)T2 11.2 定义布局设置 157
YM#J_sy@J. 11.3 绘制线性波导 160
CEJqo8ds 11.4 插入输入面 160
"qoJIwl#q 11.5 创建脚本 161
&Z%'xAOGR 11.6 运行模拟 163
dQ
Lo,S8( 11.7 在OptiBPM_Analyzer中预览结果 163
WF-^pfRq~ 12 应用用户自定义扩散轮廓 165
R'qBG(?i 12.1 定义材料 165
}ISR +./+ 12.2 创建参考轮廓 166
kW&zkE{ 12.3 定义布局设置 166
3`Dyrj#! 12.4 用户自定义轮廓 167
&?#
YjU" 12.5 根据参考轮廓检测用户自定义轮廓 170
x LGMN)@r 13 马赫-泽德干涉仪开关 172
DTl&V|h$ 13.1 定义材料 173
.&.L@CRH 13.2 创建钛扩散轮廓 173
et<@3wyd] 13.3 定义晶圆 174
G%U!$\j:qd 13.4 创建器件 175
/w2NO9Q 13.5 检查x-y切面的RI轮廓 177
2{S*$K[M 13.6 定义电极区域 178
5")BCA wsgT`M'J[ [table=772][tr][td][table=712,#ffffff,,0][tr][td]
'y7<!uo? 13.7 定义输入平面和模拟参数 18213.8 运行模拟 182
99~ZZG 13.9 创建脚本 18414 应用OptiBPM和OptiSystem进行光集成
电路模拟-散射数据导出 186
@%!Gj{ 14.1 理论背景 18614.2 波导Vertical Offset位置设置 189
n/^QPR$>. 14.3 生成脚本数据 19014.4 导出散射数据 193
+/rh8? 14.5 创建臂 19414.6 在OptiSystem内加载*.s文件 197
kfq<M7y 14.7 加载两个臂的文件 20014.8 在OptiSystem内完成布局 201
[ZD`t,x( 14.9 连接元件 20214.10 运行模拟 203
gF\a c%9 14.11 创建图以查看结果 204
$'KhA6u g_?bWm4br 有兴趣可以扫码加微联系