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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。 (U/xpj} 'M\ou}P 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。 "[=Ee[/ cI3uH1;# 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。 nTSGcMI B @]( , 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。 S:] w@$ E'LkoyI 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。 #jV6w=I T7YzO,b/
《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 r+HJ_R,5A ushQWP) 上海讯技光电科技有限公司 2021年4月 R|{6JsjG10 kTG}>I 目 录 EOV<|WF> 1 入门指南 4 nX>k}&^L 1.1 OptiBPM安装及说明 4 +MOUO$;fGt 1.2 OptiBPM简介 5 9dw02bY` 1.3 光波导介绍 8 #]I:}Q51 1.4 快速入门 8 .N]^g# 2 创建一个简单的MMI耦合器 28 }rVnuRq 2.1 定义MMI耦合器材料 28 (@`+Le 2.2 定义布局设置 29 R+Ke|C 2.3 创建一个MMI耦合器 31 9Dd/g7 2.4 插入input plane 35 _y`'T;~OY 2.5 运行模拟 39 |mrAvm}
2.6 在OptiBPM_Analyzer中查看模拟结果 43 0; OpT0 3 创建一个单弯曲器件 44
w IT`OT6Q 3.1 定义一个单弯曲器件 44 v}-'L#6 3.2 定义布局设置 45 @ky5XV 3.3 创建一个弧形波导 46 K^H=E 3.4 插入入射面 49 \J0gzi. 3.5 选择输出数据文件 53 1S\q\kz->D 3.6 运行模拟 54 GVY_u@6 3.7 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 57 <s-_ieW' 4 创建一个MMI星形耦合器 60 $|z8WCJ 4.1 定义MMI星形耦合器的材料 60 pz?.(AmU\ 4.2 定义布局设置 61 QsI>_<r 4.3 创建一个MMI星形耦合器 61 +S|y)W8 4.4 插入输入面 62 2NsI3M4$8 4.5 运行模拟 63 kvSSz%R~ 4.6 预览最大值 65 -CY?~WL& 4.7 绘制波导 69 5nqj 4.8 指定输出波导的路径 69 ImklM7A 4.9 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 71 hig^ovF 4.10 添加输出波导并预览仿真结果 72 $9*Xfb/ 4.11 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 74 sKjg)3Sl 5 基于VB脚本进行波长扫描 75 MsX`TOyO! 5.1 定义波导材料 75 ]=q?=%H 5.2 定义布局设置 76 *;+lF 5.3 创建波导 76 RIl%p~ 5.4 修改输入平面 77 CbS9fc& 5.5 指定波导的路径 78 ,/:#=TuYm 5.6 运行模拟 79 sqac>v 5.7 在OptiBPM_Simulator中预览模拟结果 81 r6 ,5&`& 5.8 应用VB脚本进行模拟 82 E[2c`XFd8 5.9 在OptiBPM_Analyzer中查看模拟结果 84 u;~/B[ 6 应用VB脚本设计一个3dB的耦合器 88 t
7;V`[ 6.1 定义3dB耦合器所需的材料 88 2}I1z_dq~ 6.2 定义布局结构 89 $>5|TG
0i 6.3 绘制并定位波导 91 49_b)K.tB 6.4 生成布局脚本 95 yZ 6560(q 6.5 插入和编辑输入面 97 Y'bDEdeT 6.6 运行模拟 98 K-k;`s# 6.7 修改布局脚本 100 eNu`\ 6.8 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 102 0l^-[jK) 7 应用预定义扩散过程 104 -`iZBC50 7.1 创建一个由钛在铌酸锂中扩散所形成的线性波导 104 (Pc:A!} 7.2 定义布局设置 106 R(r89bTQ 7.3 设计波导 107 mWUQF"q8 7.4 设置模拟参数 108 2@:Go`mg 7.5 运行模拟 110 XLg6?Nu 7.6 基于钛和镁在铌酸锂中的扩散,创建一个掩埋波导 111 ?8b?{`@V 7.7 将模板以新的名称进行保存 111 vy1:>N?#5 7.8 添加一个新的轮廓 111 9dJARSUuF 7.9 创建上方的线性波导 112 z930Wi{@ 8 各向异性BPM 115 Mh[;E'C6 8.1 定义材料 116 &'c1"%*%8> 8.2 创建轮廓 117 HWFo9as""v 8.3 定义布局设置 118 uUwwR(R 8.4 创建线性波导 120 <.s[x~b\` 8.5 设置模拟参数 121 ^l7u^j 8.6 预览介电常数分量 122 C:l
/% 8.7 创建输入面 123 DP &,jU6 8.8 运行各向异性BPM模拟 124 vM1f-I- 9 创建一个chip-to-fiber对接耦合器 127 g15e|y)th 9.1 定义chip-to-fiber对接耦合器的材料和波导 128 P8).Qn 9.2 定义布局设置 130 Ngi$y>{Sq 9.3 创建一个chip-to-fiber对接耦合器 130 DE^{8YX, 9.4 编辑输入平面 132 3iR;(l} 9.5 设置模拟参数 134 c3Y\XzV3v 9.6 运行模拟 135 xQ^zX7 10 电光调制器 138 4}!riWR 10.1 定义电解质材料 139 AnP7KSN[\ 10.2 定义电极材料 140 qOV#$dkY 10.3 定义轮廓 141 vtv|H 10.4 绘制波导 144 kDS4 t?Ig 10.5 绘制电极 147 "qIO,\3T 10.6 静电模拟 149 yO]Vex5) 10.7 电光模拟 151 %'%ej^s-R 11 折射率(RI)扫描 155 go@UE2qw 11.1 定义材料和通道 155 0}PW<lU- 11.2 定义布局设置 157 ] 06LNE 11.3 绘制线性波导 160 M0S}-eXc5 11.4 插入输入面 160 !G90oW 11.5 创建脚本 161 nQa5e_q!u 11.6 运行模拟 163 ;Bat!K7W 11.7 在OptiBPM_Analyzer中预览结果 163 5 nkx8JJ 12 应用用户自定义扩散轮廓 165 jY('?3 12.1 定义材料 165 ^j0Mu.+_ 12.2 创建参考轮廓 166 B<I%:SkF@ 12.3 定义布局设置 166 }'b3'/MJ 12.4 用户自定义轮廓 167 wbyY?tH 12.5 根据参考轮廓检测用户自定义轮廓 170 +=)<
Su. 13 马赫-泽德干涉仪开关 172 g>1yQ
13.1 定义材料 173 z+@aQ@75 13.2 创建钛扩散轮廓 173 G{pfyfF 13.3 定义晶圆 174 )~rfx 13.4 创建器件 175 _rR+u56y- 13.5 检查x-y切面的RI轮廓 177 X2}\i5{ 13.6 定义电极区域 178 dpDVEEs84 了解详情可以加我微信 `|XE B _*>bf G
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