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前 言 Y=0D[o8 t,H=;U# 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。 mcO/V-\5' >(T)9fKF 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。 "]H_;:{f `_"F7Czn 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。 EH1GdlhA PiQsVk 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。 \;#T.@c5 !C]2:+z-MF 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。 % )'#
d H 5\k`7R 《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 LKC^Y)6o _TLB1T^/4 上海讯技光电科技有限公司 2021年4月 Sr Vo0$5) 9feVy\u
目 录 _`|te|ccF 1 入门指南 4 e 97Ll=> 1.1 OptiBPM安装及说明 4 *m$lAWB5D 1.2 OptiBPM简介 5 )(CZK&< 1.3 光波导介绍 8 T- ~l2u|s 1.4 快速入门 8 EjY8g@M;t 2 创建一个简单的MMI耦合器 28 76 ]X 2.1 定义MMI耦合器材料 28 ,76xa%k(U| 2.2 定义布局设置 29 >G#SfE$0 2.3 创建一个MMI耦合器 31 JJE?!Yvc 2.4 插入input plane 35 r.z= 2.5 运行模拟 39 LZR
x>q^ 2.6 在OptiBPM_Analyzer中查看模拟结果 43 esh7*,7-z* 3 创建一个单弯曲器件 44 =5l20
Um 3.1 定义一个单弯曲器件 44 &d,!^9 3.2 定义布局设置 45 ue8"_N 3.3 创建一个弧形波导 46 3:]c> GPQ 3.4 插入入射面 49 _dQg5CmlG 3.5 选择输出数据文件 53
xa"8"8 3.6 运行模拟 54 (g HCu
3.7 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 57 H\vd0DD; 4 创建一个MMI星形耦合器 60 lq'MLg 4.1 定义MMI星形耦合器的材料 60 f\+ E&p. 4.2 定义布局设置 61 C
9{8!fYp 4.3 创建一个MMI星形耦合器 61 W[VbFsI&b 4.4 插入输入面 62 'zo]
f 4.5 运行模拟 63 _-+xzdGvX 4.6 预览最大值 65 nY)H-u^ 4.7 绘制波导 69 |$:y8H'J 4.8 指定输出波导的路径 69 4it^-M 4.9 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 71 B=d
:r 4.10 添加输出波导并预览仿真结果 72 I5%#A/|z 4.11 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 74 |43dyJW 5 基于VB脚本进行波长扫描 75 y3+iADo.p 5.1 定义波导材料 75 N e<D'- 5.2 定义布局设置 76 E:$EK_?:t 5.3 创建波导 76 a
+$'ULK+r 5.4 修改输入平面 77 '$q=r x 5.5 指定波导的路径 78 :w,#RcW 5.6 运行模拟 79 ! 'qY 5.7 在OptiBPM_Simulator中预览模拟结果 81 c>b!{e@* 5.8 应用VB脚本进行模拟 82 |PNPOj0 5.9 在OptiBPM_Analyzer中查看模拟结果 84 G^%FP!'D? 6 应用VB脚本设计一个3dB的耦合器 88 MW|*Z{6* 6.1 定义3dB耦合器所需的材料 88 )Vf!U" 6.2 定义布局结构 89 Hy~+|hLvh 6.3 绘制并定位波导 91 P]^BE;7T 6.4 生成布局脚本 95 - _?U/k(Hi 6.5 插入和编辑输入面 97 I6e[K(7NY 6.6 运行模拟 98 V] 0T P# 6.7 修改布局脚本 100 oniVC', 6.8 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 102 PP-U. 7 应用预定义扩散过程 104 U_KCN09 7.1 创建一个由钛在铌酸锂中扩散所形成的线性波导 104 |MMaaW^" 7.2 定义布局设置 106 Fm#`}K_ 7.3 设计波导 107 wrhGZ=k{ 7.4 设置模拟参数 108
o|V`/sW{ 7.5 运行模拟 110 :9~LYJ
? 7.6 基于钛和镁在铌酸锂中的扩散,创建一个掩埋波导 111 Kl/n>qEt 7.7 将模板以新的名称进行保存 111 IzI2w6a 7.8 添加一个新的轮廓 111 {A`J0ol<B9 7.9 创建上方的线性波导 112 g-LMct8$ 8 各向异性BPM 115 M/a40uK 8.1 定义材料 116 ,_M 8.2 创建轮廓 117 M*
0zvNg
8.3 定义布局设置 118 +(U;+6 b 8.4 创建线性波导 120 (Go1@;5I 8.5 设置模拟参数 121 P
y!$r 8.6 预览介电常数分量 122 :\F1S:&P 8.7 创建输入面 123 ,^1B"#0{C< 8.8 运行各向异性BPM模拟 124 $)#?4v< 9 创建一个chip-to-fiber对接耦合器 127 %'w?fqk 9.1 定义chip-to-fiber对接耦合器的材料和波导 128 d=C&b] 9.2 定义布局设置 130 91\Sb:> 9.3 创建一个chip-to-fiber对接耦合器 130 BVzMgn; 9.4 编辑输入平面 132 34F;mr"yp 9.5 设置模拟参数 134 O|AY2QH\ 9.6 运行模拟 135 ]|_UpP8EP 10 电光调制器 138 6PyW(i(bs 10.1 定义电解质材料 139 3EV?=R 10.2 定义电极材料 140 I~F]e|Ehqr 10.3 定义轮廓 141 eA_]%7+` 10.4 绘制波导 144 Ws/\lD 10.5 绘制电极 147 ]%2y`Jrl^W 10.6 静电模拟 149 L_sDbAT~< 10.7 电光模拟 151 c5(4rT{(m 11 折射率(RI)扫描 155 _;mA(j 11.1 定义材料和通道 155 uk9!rE" 11.2 定义布局设置 157 u?rs6A[h# 11.3 绘制线性波导 160 nrV!<nNBk 11.4 插入输入面 160 #h}a 11.5 创建脚本 161 4TRF -f 11.6 运行模拟 163 | Di7,$c 11.7 在OptiBPM_Analyzer中预览结果 163 cV4]Y(9 12 应用用户自定义扩散轮廓 165 1t/mq?z: 12.1 定义材料 165 `-w, 6 12.2 创建参考轮廓 166 Mx Dqp; 12.3 定义布局设置 166 L/?jtF:o 12.4 用户自定义轮廓 167 {X10, 12.5 根据参考轮廓检测用户自定义轮廓 170 1hY%ZsjC 13 马赫-泽德干涉仪开关 172 8?N![D\@ 13.1 定义材料 173 \Mzr[dI 13.2 创建钛扩散轮廓 173 ~e_ 13.3 定义晶圆 174 \0n<6^y 13.4 创建器件 175 oU|_(p"e| 13.5 检查x-y切面的RI轮廓 177 ~"VM_Lz]5 13.6 定义电极区域 178 = N^Ec[u(l ?vP6~$*B 13.7 定义输入平面和模拟参数 182 JAX`iQd 13.8 运行模拟 182 Dkg^B@5Xr 13.9 创建脚本 184 lhX4MB" 14 应用OptiBPM和OptiSystem进行光集成电路模拟-散射数据导出 186 E[Q2ZqhgbP 14.1 理论背景 186 8Z CR9% 14.2 波导Vertical Offset位置设置 189 @E4ya$A)F 14.3 生成脚本数据 190 H8kB.D[7Q 14.4 导出散射数据 193 3 MCV?"0 14.5 创建臂 194 f#McTC3C 14.6 在OptiSystem内加载*.s文件 197 qr (t_qR& 14.7 加载两个臂的文件 200 P@5}}vwS 14.8 在OptiSystem内完成布局 201 ojyP.R 14.9 连接元件 202 g:s|D
hE[ 14.10 运行模拟 203 J1w,;T\55 14.11 创建图以查看结果 204 8g {;o7 新书推荐,有兴趣扫码微信联系 \dbaY: (
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