前 言 XEuv
aM " n\!y~: 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。
M]W4S4&Y= m4iR
'~L} 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。
D;5RcZ 5u&jNU5m_ 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。
R[Rs2eS_ r}991O< 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。
kSDV#8uZ 2vwT8/ 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。
j}|6k6t LKm5U6 《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
^'h~#7s 上海讯技光电科技有限公司
2021年4月 $&4Z w6"=
1/gh\9h xj}N;FWo 目 录 Q.N^1?(>k 1 入门指南 4
l`1ZS8 [. 1.1 OptiBPM安装及说明 4
h m"B kOA 1.2 OptiBPM简介 5
u]}Xq{ZN 1.3 光波导介绍 8
kTzZj|l^\ 1.4 快速入门 8
l"-D@]" 2 创建一个简单的MMI耦合器 28
Ro1l:P)C` 2.1 定义MMI耦合器
材料 28
CN >q`[! 2.2 定义布局设置 29
F[+sc Mx!G 2.3 创建一个MMI耦合器 31
)j$Bo{ 2.4 插入input plane 35
PCES&|*rf 2.5 运行模拟 39
6"wY;E 2.6 在OptiBPM_Analyzer中查看模拟结果 43
{C3bCVQ]o 3 创建一个单弯曲器件 44
-AbA6_j 3.1 定义一个单弯曲器件 44
> {:8c-\2} 3.2 定义布局设置 45
bi_R.sfK& 3.3 创建一个弧形波导 46
/qz(ra 3.4 插入入射面 49
xv)7-jlx 3.5 选择输出数据文件 53
{!,+C0 3.6 运行模拟 54
s0\X%U(" 3.7 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 57
CfVz' 4 创建一个MMI星形耦合器 60
f5O*Njl 4.1 定义MMI星形耦合器的材料 60
IX3r$}4 4.2 定义布局设置 61
yXkgGY5 4.3 创建一个MMI星形耦合器 61
t%/5$<!b 4.4 插入输入面 62
C|>#|5XaF 4.5 运行模拟 63
|~>8]3. Y 4.6 预览最大值 65
D6 M:pIN* 4.7 绘制波导 69
10a=[\ Q 4.8 指定输出波导的路径 69
W}EO]A%f.\ 4.9 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 71
8`im4.~#% 4.10 添加输出波导并预览仿真结果 72
{yJ{DU?%Y 4.11 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 74
Kr9 @ 5 基于VB脚本进行
波长扫描 75
O/GD[9$i 5.1 定义波导材料 75
,,i;6q_f 5.2 定义布局设置 76
:@pmgp 5.3 创建波导 76
YAO.Cc z 5.4 修改输入平面 77
GSMP)8W 5.5 指定波导的路径 78
j|
257D 5.6 运行模拟 79
aZmSCi:&' 5.7 在OptiBPM_Simulator中预览模拟结果 81
c|I{U[(U 5.8 应用VB脚本进行模拟 82
oW-luC+ 5.9 在OptiBPM_Analyzer中查看模拟结果 84
2#sE\D 6 应用VB脚本设计一个3dB的耦合器 88
i8dv|oa 6.1 定义3dB耦合器所需的材料 88
%]NbTTL 6.2 定义布局结构 89
>bmL;)mc& 6.3 绘制并定位波导 91
c.NAUe_3 6.4 生成布局脚本 95
==c\* o 6.5 插入和编辑输入面 97
iS02uVmBZ 6.6 运行模拟 98
Yj;$hV8j( 6.7 修改布局脚本 100
sfx:j~bsL 6.8 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 102
=7Nm=5@ 7 应用预定义扩散过程 104
uTOL 7.1 创建一个由钛在铌酸锂中扩散所形成的线性波导 104
"bRck88V 7.2 定义布局设置 106
MT a.Ubs 7.3 设计波导 107
<Y9ps`{}: 7.4 设置模拟参数 108
sgFpZk 7.5 运行模拟 110
HHT K{X+ 7.6 基于钛和镁在铌酸锂中的扩散,创建一个掩埋波导 111
bp;)* 7.7 将模板以新的名称进行保存 111
ba|~B8rII[ 7.8 添加一个新的轮廓 111
e>Is$+[`7 7.9 创建上方的线性波导 112
2v yB[( 8 各向异性BPM 115
,HR~oT^ 8.1 定义材料 116
L1M]ya!l 8.2 创建轮廓 117
>H[&Wa+_ 8.3 定义布局设置 118
9fyk7~V 8.4 创建线性波导 120
91`biVZfA 8.5 设置模拟参数 121
7w YSP&$ 8.6 预览介电常数分量 122
n
omtP } 8.7 创建输入面 123
g,mcxXO 8.8 运行各向异性BPM模拟 124
NhXTt!S6C 9 创建一个chip-to-fiber对接耦合器 127
eQJLyeR+ 9.1 定义chip-to-fiber对接耦合器的材料和波导 128
d{I|4h 9.2 定义布局设置 130
^o65sM 9.3 创建一个chip-to-fiber对接耦合器 130
[Kx_ %Le
9.4 编辑输入平面 132
%TvunV7NQS 9.5 设置模拟参数 134
ngn%"xYX 9.6 运行模拟 135
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