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前 言 >6DY3\ }lb.3fqiA 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。 'qd") Xp?Z;$r$ 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。
B-gr2- 0\~Zg 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。 uATBt -<O:isB 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。 `(a^=e5 ^ KjqS\< 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。
#129 i2 86I* 《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 YWZF*,4 Go67VqJr 上海讯技光电科技有限公司 2021年4月 8say"Qz ?3Fo:Z`@F 目 录 >PJ-Z~O'
1 入门指南 4 ,/ : )FV 1.1 OptiBPM安装及说明 4 &L?Dogo 1.2 OptiBPM简介 5 t]o gn( 1.3 光波导介绍 8 dbXG?K][ 1.4 快速入门 8 M:SxAo-D2 2 创建一个简单的MMI耦合器 28
]\e zES 2.1 定义MMI耦合器材料 28 U+i[r&{gb 2.2 定义布局设置 29 UiEB?X]-l' 2.3 创建一个MMI耦合器 31 XHg%X 2.4 插入input plane 35 3*TS
4xX 2.5 运行模拟 39 @&W?e?O ~G 2.6 在OptiBPM_Analyzer中查看模拟结果 43 QaO`:wJj 3 创建一个单弯曲器件 44 Jr9}'l8 3.1 定义一个单弯曲器件 44 <XagkD 3.2 定义布局设置 45 MnI $% 3.3 创建一个弧形波导 46 "%]dC{ 3.4 插入入射面 49 X m3t
xp# 3.5 选择输出数据文件 53 ^Bb_NcU 3.6 运行模拟 54 !!86Sv 3.7 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 57 >g2B5KY 4 创建一个MMI星形耦合器 60 Vel;t<1 4.1 定义MMI星形耦合器的材料 60 O?WaMfS[1 4.2 定义布局设置 61 l!=WqIZ 4.3 创建一个MMI星形耦合器 61 \}=b/FL=U 4.4 插入输入面 62 bsry([N>w 4.5 运行模拟 63 7. .vaq# 4.6 预览最大值 65 7e<Q{aB 4.7 绘制波导 69 D=>^m=?0 4.8 指定输出波导的路径 69 bH{aI:9Fb 4.9 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 71 ;^*!<F%t9R 4.10 添加输出波导并预览仿真结果 72 h<.[U
$, 4.11 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 74 gNd
J=r4 5 基于VB脚本进行波长扫描 75 lRr-S% 5.1 定义波导材料 75 Q ?t 5.2 定义布局设置 76 ^!qmlx* 5.3 创建波导 76 ]t3"0 5.4 修改输入平面 77 NLl~/smMS 5.5 指定波导的路径 78 G~L?q~b 5.6 运行模拟 79 WLLv a<{ 5.7 在OptiBPM_Simulator中预览模拟结果 81 Fc~w`~tv 5.8 应用VB脚本进行模拟 82 srLr~^$j[ 5.9 在OptiBPM_Analyzer中查看模拟结果 84 g8"7wf`0k 6 应用VB脚本设计一个3dB的耦合器 88 0Y2^}u@5 6.1 定义3dB耦合器所需的材料 88 !y`e,(E 6.2 定义布局结构 89 '[8b0\ 6.3 绘制并定位波导 91 )''wu\7A)' 6.4 生成布局脚本 95 '>Y
2lqa 6.5 插入和编辑输入面 97 { NJ>[mKg 6.6 运行模拟 98 Z5L1^ 6.7 修改布局脚本 100 lKUm_; m 6.8 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 102 ]P$DAi 7 应用预定义扩散过程 104 K, 5ax@ 7.1 创建一个由钛在铌酸锂中扩散所形成的线性波导 104 i_Z5SMZ 7.2 定义布局设置 106 ~bTae =FP 7.3 设计波导 107 }GDG$QI]K& 7.4 设置模拟参数 108 0Zh
_Q 7.5 运行模拟 110 ^&H=dYcV>/ 7.6 基于钛和镁在铌酸锂中的扩散,创建一个掩埋波导 111 zD;]
sk4 7.7 将模板以新的名称进行保存 111 #cG479X" 7.8 添加一个新的轮廓 111 -3tBN*0+ 7.9 创建上方的线性波导 112 EE6|9K> 8 各向异性BPM 115 5I1J)K; 8.1 定义材料 116 oQ nk+> }% 8.2 创建轮廓 117 Zw][c7% 8.3 定义布局设置 118 D(6x'</>? 8.4 创建线性波导 120 <]^;/2.B 8.5 设置模拟参数 121 F^t?*
8.6 预览介电常数分量 122 @:9fS 8.7 创建输入面 123 rDX'oP: 8.8 运行各向异性BPM模拟 124 BemkCj2
9 创建一个chip-to-fiber对接耦合器 127 2^#UO=ct 9.1 定义chip-to-fiber对接耦合器的材料和波导 128 d5"EvT 9.2 定义布局设置 130 SM+fG: 4d 9.3 创建一个chip-to-fiber对接耦合器 130 Y;F
R"~^ 9.4 编辑输入平面 132 RIEv*2_O 9.5 设置模拟参数 134 .l=*R7~EU 9.6 运行模拟 135 u?;Vxh3@| 10 电光调制器 138 7E3SvC|M 10.1 定义电解质材料 139 ]Y&)98 10.2 定义电极材料 140 ,i?!3oLT 10.3 定义轮廓 141 0nn]]B@l 10.4 绘制波导 144 h<1dTl* 10.5 绘制电极 147 <yI,cM<c 10.6 静电模拟 149 r`R~{;oT 10.7 电光模拟 151 &^n>ZY, 11 折射率(RI)扫描 155 M:Y*Tb6w 11.1 定义材料和通道 155 V<2fPDZ 11.2 定义布局设置 157 VNrO(j DUv 11.3 绘制线性波导 160 j8Q5d` 11.4 插入输入面 160 Lp`<L -s 11.5 创建脚本 161 Cz@FZb8 11.6 运行模拟 163 B UQn+;be 11.7 在OptiBPM_Analyzer中预览结果 163 3zTE4pHzu+ 12 应用用户自定义扩散轮廓 165 #} ~p^ 0 12.1 定义材料 165 `X<`j6zaG 12.2 创建参考轮廓 166 =Xy`"i{`( 12.3 定义布局设置 166 [TK? P0 12.4 用户自定义轮廓 167 bV$8
>[` 12.5 根据参考轮廓检测用户自定义轮廓 170 Rw}2* 5#y 13 马赫-泽德干涉仪开关 172 6{ +_T 13.1 定义材料 173 5Z6-R}uXk 13.2 创建钛扩散轮廓 173 3P#+)
F~ 13.3 定义晶圆 174 0L0Jc,(F+ 13.4 创建器件 175 dxn0HXU 13.5 检查x-y切面的RI轮廓 177 r*N~. tFo 13.6 定义电极区域 178 =Esbeb7P PM-PP8h
13.7 定义输入平面和模拟参数 182 XK%W^a*x 13.8 运行模拟 182 WiNr866nB 13.9 创建脚本 184 2rO)qjiH 14 应用OptiBPM和OptiSystem进行光集成电路模拟-散射数据导出 186 7mn,{2 14.1 理论背景 186 6I&j
cHH 14.2 波导Vertical Offset位置设置 189 N$%61GiulT 14.3 生成脚本数据 190 Vo9>o@FlLM 14.4 导出散射数据 193 R] Disljq 14.5 创建臂 194 O+o ;aa6 14.6 在OptiSystem内加载*.s文件 197 'l'
X^LMD 14.7 加载两个臂的文件 200 *"ykTqa
14.8 在OptiSystem内完成布局 201 (3ZvXpzvF 14.9 连接元件 202 s`#ntset0 14.10 运行模拟 203 a*6wSAA ) 14.11 创建图以查看结果 204 7}d$*C 新书推荐,有兴趣扫码微信联系 (L
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