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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。 ^Wm*-4 D!S8oKW 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。 GoazH?% W1hX?!xp! 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。 z<i,D08|d 6(>WGR 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。 QypZH"Np |WBZN1W) 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。 y`6\L$c 9ZhDZ~)p, 《OptiBPM入门指南》,是由上海讯技光电工程师翻译整理而来,译者希望本书能够对OptiBPM的使用者有所帮助,通过学习后能够较好的掌握OptiBPM软件的基本使用方法。由于译者水平有限,书中错误纰漏之处在所难免,敬请同行读者批评和指正 nn'Af,ko/ /~tP7<7A 上海讯技光电科技有限公司 2021年4月 ^;4YZwW5w )O&z5n7t4s 目 录 o<nS_x 1 入门指南 4 \qB6TiB/ 1.1 OptiBPM安装及说明 4 n_}aZB3;U 1.2 OptiBPM简介 5 !UVk9 1.3 光波导介绍 8 1LX)4TCC 1.4 快速入门 8 \+9;!VWhl 2 创建一个简单的MMI耦合器 28 Bh,Q8%\6 2.1 定义MMI耦合器材料 28 n7S;
Xve# 2.2 定义布局设置 29 f]]f85 2.3 创建一个MMI耦合器 31 z>p]/Sa 2.4 插入input plane 35 \f<z*!,D$ 2.5 运行模拟 39 cl_TF[n? 2.6 在OptiBPM_Analyzer中查看模拟结果 43 >4M<W4
3 创建一个单弯曲器件 44 y]
y9'5_ 3.1 定义一个单弯曲器件 44 E?_ zZ2 3.2 定义布局设置 45 o[oqPN3$Y 3.3 创建一个弧形波导 46 ##GY<\",; 3.4 插入入射面 49 %jTw 3.5 选择输出数据文件 53 E>"8/ 3.6 运行模拟 54 5D
L,U(Y 3.7 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 57 [[X+P 0`r 4 创建一个MMI星形耦合器 60 J)Ol"LXV 4.1 定义MMI星形耦合器的材料 60 fdLBhe#9M 4.2 定义布局设置 61 5VZjDg? 4.3 创建一个MMI星形耦合器 61 "[.ne)/MC 4.4 插入输入面 62 =+\$e1Mb* 4.5 运行模拟 63 x;(g 4.6 预览最大值 65 -"tY{}z 4.7 绘制波导 69 YD9!=a$ 4.8 指定输出波导的路径 69 K[]K53Nk 4.9 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 71 }^ ,q#' 4.10 添加输出波导并预览仿真结果 72 5NFRPGYX 4.11 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 74 WL:0R>0 5 基于VB脚本进行波长扫描 75 -yl;3K]l 5.1 定义波导材料 75 #D0 ~{H 5.2 定义布局设置 76 UKj`_a6 5.3 创建波导 76 0qR$J 5.4 修改输入平面 77 EZ{\D!_Y 5.5 指定波导的路径 78 #a'r_K=ch) 5.6 运行模拟 79 JnHNkCaU 5.7 在OptiBPM_Simulator中预览模拟结果 81 x,uBJ 5.8 应用VB脚本进行模拟 82 N|<bVq% 5.9 在OptiBPM_Analyzer中查看模拟结果 84 | k}e&Q_/G 6 应用VB脚本设计一个3dB的耦合器 88 JqSr[q 6.1 定义3dB耦合器所需的材料 88 A_F0\ EN* 6.2 定义布局结构 89 ?BsH{QRYQ 6.3 绘制并定位波导 91 _Jy,yMQ^[_ 6.4 生成布局脚本 95 |]tZ hI"3< 6.5 插入和编辑输入面 97 zi.mq&,]R 6.6 运行模拟 98 P63
(^R 6.7 修改布局脚本 100 AqqHD=Yp 6.8 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 102 R\y'_S=#a 7 应用预定义扩散过程 104 bl$j%gI%, 7.1 创建一个由钛在铌酸锂中扩散所形成的线性波导 104 .<.#aY;N 7.2 定义布局设置 106 (
OXY^iq 7.3 设计波导 107 ;W6-i2? 7.4 设置模拟参数 108 |*fNH(8&H 7.5 运行模拟 110 AK;^9b-}q: 7.6 基于钛和镁在铌酸锂中的扩散,创建一个掩埋波导 111 3.FR C 7.7 将模板以新的名称进行保存 111 /GN4I!LA 7.8 添加一个新的轮廓 111 L#!$hq9{_ 7.9 创建上方的线性波导 112 {$|/|* 8 各向异性BPM 115 #D0W7a 8.1 定义材料 116 --A&TV 8.2 创建轮廓 117 gmDR{loX 8.3 定义布局设置 118 j.B>v\b_3 8.4 创建线性波导 120 8t=3 8.5 设置模拟参数 121 O{u[+g 8.6 预览介电常数分量 122 i7s\CY 8.7 创建输入面 123 T]uKH29.% 8.8 运行各向异性BPM模拟 124 s>r ^r%uK 9 创建一个chip-to-fiber对接耦合器 127 H0+:XF\M 9.1 定义chip-to-fiber对接耦合器的材料和波导 128 'e85s%ru 9.2 定义布局设置 130 D:)~%wu Lt 9.3 创建一个chip-to-fiber对接耦合器 130 `@MPkCy1 9.4 编辑输入平面 132 +(y>qd 9.5 设置模拟参数 134 :cdQ(O.m 9.6 运行模拟 135 wonYm27f 10 电光调制器 138 fB7ljg 10.1 定义电解质材料 139 j-6v2MH 10.2 定义电极材料 140 Z)5klg$c 10.3 定义轮廓 141 ?b"Vj+1:x 10.4 绘制波导 144 b|6 !EGh 10.5 绘制电极 147 q}sK 10.6 静电模拟 149 %Co
b(C&} 10.7 电光模拟 151 Pa[?L:E 11 折射率(RI)扫描 155 d EIa=e| 11.1 定义材料和通道 155 phmVkV2a;# 11.2 定义布局设置 157 SM$\;)L 11.3 绘制线性波导 160 {6:&
%V 11.4 插入输入面 160 B>@D,)/bT5 11.5 创建脚本 161 BvQUn@ XE 11.6 运行模拟 163 %z2oDAjX 11.7 在OptiBPM_Analyzer中预览结果 163 PU"S;4m 12 应用用户自定义扩散轮廓 165
WAv@F[ 12.1 定义材料 165 0$l&i=L 12.2 创建参考轮廓 166 JSRg?p\ 12.3 定义布局设置 166 #<UuI9 12.4 用户自定义轮廓 167 !]G jIT]Oh 12.5 根据参考轮廓检测用户自定义轮廓 170 jceHKl 13 马赫-泽德干涉仪开关 172 ,O2q+'& 13.1 定义材料 173 G>JxIrN0 13.2 创建钛扩散轮廓 173 W#VfX!~ 13.3 定义晶圆 174 hwp/jO:7\ 13.4 创建器件 175 WSS(Bm|B 13.5 检查x-y切面的RI轮廓 177 H(?e&Qkg 13.6 定义电极区域 178 3<3t;&e 了解详情可以加我微信 soDfi-2o3 ],Ab cTX
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