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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。 *O2^{ C n,CD4Nv 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。 ]hCWe0F ^G]KE8 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。 4v rm&k [X0k{FR 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。 Z\ "Kd dbf^A1HI 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。 + TPbIRA eyI-s9#t 《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
?K= gg< Y!K^-Y} 上海讯技光电科技有限公司 2021年4月 <) >gg! eY0Ly7 目 录 z6GL,wo# 1 入门指南 4 $ioaunQKP 1.1 OptiBPM安装及说明 4 VWnu#_( 1.2 OptiBPM简介 5 avYh\xZ 1.3 光波导介绍 8 |q1b8A \ 1.4 快速入门 8 {[(W4NAlH 2 创建一个简单的MMI耦合器 28 Zq2H9^![y~ 2.1 定义MMI耦合器材料 28 /NPl2\ o. 2.2 定义布局设置 29 oT9XJwqnv 2.3 创建一个MMI耦合器 31 s+OvS9et_ 2.4 插入input plane 35 #R"9)vHp 2.5 运行模拟 39 jk WBw.( 2.6 在OptiBPM_Analyzer中查看模拟结果 43 ~|$) 1 3 创建一个单弯曲器件 44 UcKWa>:Fi 3.1 定义一个单弯曲器件 44 'tq\<y 3.2 定义布局设置 45 J.CZR[XF# 3.3 创建一个弧形波导 46 >o=axZNa 3.4 插入入射面 49 m%BMd 3.5 选择输出数据文件 53 Q@3ld6y 3.6 运行模拟 54 il `C,CD 3.7 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 57 vl#V-UW$4P 4 创建一个MMI星形耦合器 60 /_ hfjCE 4.1 定义MMI星形耦合器的材料 60 3V8j>&
4.2 定义布局设置 61 l:k E^ =6 4.3 创建一个MMI星形耦合器 61 O(c4iWm 4.4 插入输入面 62 .PA?N{z 4.5 运行模拟 63 _3FMQY( 4.6 预览最大值 65 @eG#%6"> 4.7 绘制波导 69 ;1(qGy4 4.8 指定输出波导的路径 69 `"bRjC"f] 4.9 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 71 .n^O)|Z 4.10 添加输出波导并预览仿真结果 72 XH_qA[=c] 4.11 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 74 /M{)k_V 5 基于VB脚本进行波长扫描 75 xr1I8 5kM 5.1 定义波导材料 75 37za^n?SG 5.2 定义布局设置 76 v~W6yjp 5.3 创建波导 76 fu7[8R"{ 5.4 修改输入平面 77 MZhJ,km) 5.5 指定波导的路径 78 :` !mCW`Q- 5.6 运行模拟 79 =-a?oH- 5.7 在OptiBPM_Simulator中预览模拟结果 81 B=nx8s 5.8 应用VB脚本进行模拟 82 ./5MsHfbxt 5.9 在OptiBPM_Analyzer中查看模拟结果 84 (t"YoWA#m 6 应用VB脚本设计一个3dB的耦合器 88 Xf' 6.1 定义3dB耦合器所需的材料 88 ]>]H:NEq 6.2 定义布局结构 89 U%SNROj 6.3 绘制并定位波导 91 ~jrU#<'G9 6.4 生成布局脚本 95 Vv*5{_ 6.5 插入和编辑输入面 97 ES:p^/ =* 6.6 运行模拟 98 :L+zUlsf 6.7 修改布局脚本 100 H603L|4 6.8 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 102 6`{)p&9 7 应用预定义扩散过程 104 dsft=t8s 7.1 创建一个由钛在铌酸锂中扩散所形成的线性波导 104 v*T@<]f3j 7.2 定义布局设置 106 Snvj9Nr 7.3 设计波导 107 {3yws4 7.4 设置模拟参数 108 :Q%yW%St$ 7.5 运行模拟 110
h hNFp 7.6 基于钛和镁在铌酸锂中的扩散,创建一个掩埋波导 111 ^LAS9K1. 7.7 将模板以新的名称进行保存 111 %%-Tjw o 7.8 添加一个新的轮廓 111 Bg
8t'dw?K 7.9 创建上方的线性波导 112 t3h \.(mq 8 各向异性BPM 115 i~M.F=I5 8.1 定义材料 116 8i+jFSZ$ 8.2 创建轮廓 117 E<.{
v\ 8.3 定义布局设置 118 ?)ZLxLV:: 8.4 创建线性波导 120 s9)8{z 8.5 设置模拟参数 121 tZ6v@W 8.6 预览介电常数分量 122 VE+p&0 8.7 创建输入面 123 r|sy_Sk/{ 8.8 运行各向异性BPM模拟 124 U S~JLJI 9 创建一个chip-to-fiber对接耦合器 127 {gq:sj> 9.1 定义chip-to-fiber对接耦合器的材料和波导 128 TuT= 9.2 定义布局设置 130 =?QQb> 9.3 创建一个chip-to-fiber对接耦合器 130 i_Q4bhVj 9.4 编辑输入平面 132 b9!J}hto, 9.5 设置模拟参数 134 pz z`4VS: 9.6 运行模拟 135 EC&19 10 电光调制器 138 Ql!6I ( 10.1 定义电解质材料 139 'G
By^hj? 10.2 定义电极材料 140 pRfHbPV? 10.3 定义轮廓 141 dYttse' 10.4 绘制波导 144 6(RqR 10.5 绘制电极 147 E9NGdp&-Ah 10.6 静电模拟 149 &qj&WfrB, 10.7 电光模拟 151 d(cYtM,P 11 折射率(RI)扫描 155 9hi(P*%q 11.1 定义材料和通道 155 CpJXLc3_d5 11.2 定义布局设置 157 pl? J<48 11.3 绘制线性波导 160 ZJ'H y5? 11.4 插入输入面 160 Op)R3qt{ 11.5 创建脚本 161 0DjBqh$ 11.6 运行模拟 163 {`SGB;ho
11.7 在OptiBPM_Analyzer中预览结果 163 jYssz4)tp 12 应用用户自定义扩散轮廓 165 AI`1N%Owi 12.1 定义材料 165 XT;IEZQZ 12.2 创建参考轮廓 166 dXSb%ho 12.3 定义布局设置 166 ~<Qxw>S# 12.4 用户自定义轮廓 167 :=fHPT 12.5 根据参考轮廓检测用户自定义轮廓 170 .*..pf|/ 13 马赫-泽德干涉仪开关 172 TEy.zzt 13.1 定义材料 173 S| ?--vai_ 13.2 创建钛扩散轮廓 173 E;*TRr>< 13.3 定义晶圆 174 C3
c|@7FU 13.4 创建器件 175 mCP +7q7 13.5 检查x-y切面的RI轮廓 177 J};,%q_ 13.6 定义电极区域 178 5Ddyb% 了解详情可以加我微信 Q? |M BTo bSKV|z/x
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