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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。 ~@P )tl> KlUqoJ;" 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。 0S.?E.-&0 C9jbv/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。 *jF#^= \r;F2C0*i 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。 l>7r2; FkB{ SCJ 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。 t5)J;0/ F=}Z51|:~ 《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 \hbiU] @~o`#$*| 上海讯技光电科技有限公司 2021年4月 =i6:puf J^ ={} 目 录 frqJN 1 入门指南 4 @^?XaU 1.1 OptiBPM安装及说明 4 T"!EK& 1.2 OptiBPM简介 5 0=;YnsY 1.3 光波导介绍 8 kG^dqqn6 1.4 快速入门 8 [/ohk& 2 创建一个简单的MMI耦合器 28 oT3Y!Y3=< 2.1 定义MMI耦合器材料 28 xR908+>5 2.2 定义布局设置 29 |+NuYz? 2.3 创建一个MMI耦合器 31 5@P-g 2.4 插入input plane 35 te'*<HM 2.5 运行模拟 39 %-j&e44 2.6 在OptiBPM_Analyzer中查看模拟结果 43 nbxR"UH 3 创建一个单弯曲器件 44 {oWsh)[x2 3.1 定义一个单弯曲器件 44 ]US[5)EL- 3.2 定义布局设置 45 !Iq{ 5: 3.3 创建一个弧形波导 46 BXhWTGiG 3.4 插入入射面 49 cOku1g8 3.5 选择输出数据文件 53 &iSD/W 3.6 运行模拟 54 AyTx' u 3.7 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 57 ow.6!tl0=h 4 创建一个MMI星形耦合器 60 \!H{Ks{#R. 4.1 定义MMI星形耦合器的材料 60 6c<ezEJ 4.2 定义布局设置 61 #D)x}#V\ 4.3 创建一个MMI星形耦合器 61 @ls.&BHUP 4.4 插入输入面 62 J_ J+cRwq 4.5 运行模拟 63 k/lFRi-i 4.6 预览最大值 65 _/ Os^ >R 4.7 绘制波导 69 R]QpMj%o 4.8 指定输出波导的路径 69 9Nt3Z>d 4.9 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 71 xjq0D[ 4.10 添加输出波导并预览仿真结果 72 arh@`'Q 4.11 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 74 ^ vbWRG~ 5 基于VB脚本进行波长扫描 75 o4)hxs 5.1 定义波导材料 75 gb 4pN 5.2 定义布局设置 76 N5 n> 5.3 创建波导 76 oJY[{-qW 5.4 修改输入平面 77 v8@eW.I1 5.5 指定波导的路径 78 LfX0Z=< 5.6 运行模拟 79 P*G+eqX 5.7 在OptiBPM_Simulator中预览模拟结果 81 D,rZ0?R 5.8 应用VB脚本进行模拟 82 m0( E kK 5.9 在OptiBPM_Analyzer中查看模拟结果 84 QzthTX< 6 应用VB脚本设计一个3dB的耦合器 88 \*"`L3 6.1 定义3dB耦合器所需的材料 88 T-8J 6.2 定义布局结构 89 9P"iuU 6.3 绘制并定位波导 91 PZM42"[& 6.4 生成布局脚本 95 7g6RiH} 6.5 插入和编辑输入面 97 Lko`F$5X 6.6 运行模拟 98 8tQ|-l* 6.7 修改布局脚本 100 UR3 $B%i 6.8 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 102 LprM ;Q_ 7 应用预定义扩散过程 104 =!<G!^ 7.1 创建一个由钛在铌酸锂中扩散所形成的线性波导 104 X?dfcS*!n 7.2 定义布局设置 106 OE"<!oIs 7.3 设计波导 107 E
$6ejGw- 7.4 设置模拟参数 108 p&3>
`C 7.5 运行模拟 110 ybvI?# 7.6 基于钛和镁在铌酸锂中的扩散,创建一个掩埋波导 111 r
nBOj#N 7.7 将模板以新的名称进行保存 111 R&So4},B 7.8 添加一个新的轮廓 111 JTUNb'#RZ 7.9 创建上方的线性波导 112 y1,5$0@G 8 各向异性BPM 115 QIA R 8.1 定义材料 116
+ld;k/ 8.2 创建轮廓 117 ;KcFy@ 6q5 8.3 定义布局设置 118 arj$dAW 8.4 创建线性波导 120 s4t0f_vj` 8.5 设置模拟参数 121 "#S>I8d 8.6 预览介电常数分量 122 l3J$md|f 8.7 创建输入面 123 ;CmOsA,1 8.8 运行各向异性BPM模拟 124 5"=:#zN 9 创建一个chip-to-fiber对接耦合器 127 l{%a&/ 9.1 定义chip-to-fiber对接耦合器的材料和波导 128 $G[KT):N 9.2 定义布局设置 130 7rIlTrG 9.3 创建一个chip-to-fiber对接耦合器 130 IZ~.{UQ 9.4 编辑输入平面 132 mk= #\> 9.5 设置模拟参数 134 GS%b=kc 9.6 运行模拟 135 sh6(z?KP 10 电光调制器 138 T]71lRY5 10.1 定义电解质材料 139 #x~_`>mDN 10.2 定义电极材料 140 n,nisS 10.3 定义轮廓 141 _!:@w9 10.4 绘制波导 144 MsjnRX:c3u 10.5 绘制电极 147 [ud|dwP" 10.6 静电模拟 149 6%?A> 10.7 电光模拟 151 og-]tEWA1 11 折射率(RI)扫描 155 Y6VQ:glDT- 11.1 定义材料和通道 155 n\ Uh 11.2 定义布局设置 157 j'Wp 11.3 绘制线性波导 160 afm_ Rrg[ 11.4 插入输入面 160 4VFc|g 11.5 创建脚本 161 [hU=mS8=^ 11.6 运行模拟 163 t _\MAK 11.7 在OptiBPM_Analyzer中预览结果 163 &=zU611, 12 应用用户自定义扩散轮廓 165 p@tp]u`7 12.1 定义材料 165 %dmfBf Ev 12.2 创建参考轮廓 166 ;0j*>fb\q7 12.3 定义布局设置 166 `d*b]2 12.4 用户自定义轮廓 167 e2Jp'93o' 12.5 根据参考轮廓检测用户自定义轮廓 170 btQet. 13 马赫-泽德干涉仪开关 172 j9xXKa5 13.1 定义材料 173 hTTfJDF 13.2 创建钛扩散轮廓 173 ,so4Lb(vG 13.3 定义晶圆 174 ^saM$e^c: 13.4 创建器件 175 'v`_Ii|- 13.5 检查x-y切面的RI轮廓 177 J@`
8(\( 13.6 定义电极区域 178 Zh,]J ` 了解详情可以加我微信 _,Q[2gQ5N xG%*PNM0q
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