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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。 1iLo$ 8Q$WwiS OptiBPM是基于光束传输算法(BPM-矢量BPM、半矢量BPM以及标量BPM)来模拟光通过任意波导介质(各向同性与各向异性)。并可使用合适的数值方法,如Crank-Nicholson方法和Scheme Parameter以及ADI,来进行计算,计算过程中可以使用合适的边界条件,如TBC和PML边界条件,以完成整个波导结构的仿真和分析,获得任意位置处的电磁场分布。 qlYi:uygY #$-?[c$> 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。 u_
l?d 6SH0
y 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。 LjE3|+pJ >yXhP6 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。 ,>7dIJqzw :q*w_*w 《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 Q\
6-SAS ~ZSX84~@u 1/w8'Kf'u
8b~ 目 录 OG?7(
UJ 1 入门指南 4 w9VwZow 1.1 OptiBPM安装及说明 4 ^Cp2#d* 1.2 OptiBPM简介 5 aF+Lam( 1.3 光波导介绍 8 B=~y(Mb 1.4 快速入门 8 0E!-G= v 2 创建一个简单的MMI耦合器 28 M'<% d[ 2.1 定义MMI耦合器材料 28 >!s<JKhI 2.2 定义布局设置 29 '@hUmrl 2.3 创建一个MMI耦合器 31 k?&GL!? 2.4 插入input plane 35 c1s& 2.5 运行模拟 39 -V}xvSVg 2.6 在OptiBPM_Analyzer中查看模拟结果 43 OObAn^bt 3 创建一个单弯曲器件 44 xatq 3.1 定义一个单弯曲器件 44 X5VNj|IE 3.2 定义布局设置 45 |C z7_Rn 3.3 创建一个弧形波导 46 EYj~Xj8_ 3.4 插入入射面 49 FI[BZZW 3.5 选择输出数据文件 53 +
c3pe4 3.6 运行模拟 54 ?{aJ#w 3.7 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 57 b3R(O| 4 创建一个MMI星形耦合器 60 5;" $X 1{ 4.1 定义MMI星形耦合器的材料 60 _v 0iH 4.2 定义布局设置 61 @9_mk@ 4.3 创建一个MMI星形耦合器 61 (1^;l;7H 4.4 插入输入面 62 y,|2hrj/0E 4.5 运行模拟 63 #2ta8m), 4.6 预览最大值 65 SF+L-R<e 4.7 绘制波导 69 XF)N_}X^ 4.8 指定输出波导的路径 69 u%:`r*r 4.9 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 71 0m*b9+q 4.10 添加输出波导并预览仿真结果 72 T5zS3O 4.11 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 74
d9k` 5 基于VB脚本进行波长扫描 75 >wmHCOL: 5.1 定义波导材料 75 dt"/4wCO 5.2 定义布局设置 76 9]l I?j]o 5.3 创建波导 76 axvZA:l 5.4 修改输入平面 77 Y`]P&y 5.5 指定波导的路径 78 L+%kibnY' 5.6 运行模拟 79 }lX$KuD 5.7 在OptiBPM_Simulator中预览模拟结果 81 {!wW,3|Pu 5.8 应用VB脚本进行模拟 82 Y0|){&PCt 5.9 在OptiBPM_Analyzer中查看模拟结果 84 WXmfh 6 应用VB脚本设计一个3dB的耦合器 88 99ZWB 6.1 定义3dB耦合器所需的材料 88 ;xz_H$g 6.2 定义布局结构 89 '=Zm[P, 6.3 绘制并定位波导 91
q#mL-3OQ 6.4 生成布局脚本 95 Z8bg5% 6.5 插入和编辑输入面 97 "kFH*I+v 6.6 运行模拟 98 o^X3YaS)
6.7 修改布局脚本 100 Xzg >/w
8J 6.8 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 102 I1':&l^O 7 应用预定义扩散过程 104 P:.jb!ZU 7.1 创建一个由钛在铌酸锂中扩散所形成的线性波导 104 ^SG>VfgC 7.2 定义布局设置 106 9MZ)- 7.3 设计波导 107 i'H]N8,A 7.4 设置模拟参数 108 96~y\X@x 7.5 运行模拟 110 dL%*;
7.6 基于钛和镁在铌酸锂中的扩散,创建一个掩埋波导 111 }g-w[w 7p 7.7 将模板以新的名称进行保存 111 +%\Ci!%b 7.8 添加一个新的轮廓 111 \h#aPG<yo 7.9 创建上方的线性波导 112 P8X9bW~GQ 8 各向异性BPM 115 (["kbPma 8.1 定义材料 116 NO[A00m|OL 8.2 创建轮廓 117 Ro9:kEG$ 8.3 定义布局设置 118 Ot-P
J
i 8.4 创建线性波导 120 duEXp]f! 8.5 设置模拟参数 121 ^P~,bO&H.Z 8.6 预览介电常数分量 122 K\%\p$ZD 8.7 创建输入面 123 ohKoX$|p~ 8.8 运行各向异性BPM模拟 124 o5&b'WUJ= 9 创建一个chip-to-fiber对接耦合器 127 ~$K{E[^< 9.1 定义chip-to-fiber对接耦合器的材料和波导 128 IKP_%R8. 9.2 定义布局设置 130 [q!]Ds"
_ 9.3 创建一个chip-to-fiber对接耦合器 130 N9G xJ6 9.4 编辑输入平面 132 $%bd`d*S 9.5 设置模拟参数 134 &t8,326; 9.6 运行模拟 135 Yl&[_
l 10 电光调制器 138 5\h 6"/6Df 10.1 定义电解质材料 139 G) KI{D 10.2 定义电极材料 140 }FS_"0 10.3 定义轮廓 141 E~WbV+,3 10.4 绘制波导 144 H ;=^
W 10.5 绘制电极 147 bi+M28m 10.6 静电模拟 149 fn
'n'X| 10.7 电光模拟 151 Yz0fOX 11 折射率(RI)扫描 155 HoAg8siQ 11.1 定义材料和通道 155 9;6)b0=$ 11.2 定义布局设置 157 <bhGpLh-E 11.3 绘制线性波导 160 %/e'6g< 11.4 插入输入面 160 SS%Bde&<{ 11.5 创建脚本 161 Xn=yC Pi 11.6 运行模拟 163 :]F66dh+ 11.7 在OptiBPM_Analyzer中预览结果 163 kJuG haO 12 应用用户自定义扩散轮廓 165 KH?6O%d 12.1 定义材料 165 f4.jWBF 12.2 创建参考轮廓 166 Xykoq"dbb 12.3 定义布局设置 166 MMKN^a"GA 12.4 用户自定义轮廓 167
\8C<nh 12.5 根据参考轮廓检测用户自定义轮廓 170 AFL'Ox]0 13 马赫-泽德干涉仪开关 172 l2n`fZL 13.1 定义材料 173 Ix_w.f=8 13.2 创建钛扩散轮廓 173 &_ |