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前 言 0Bbno9Yp o1I8l7 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。 zg)-RCG L{XNOf3 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。 gr]:u4} ^B)iBfZ 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。 +"8AmN4 y"5>O|` 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。 q0* e1QL ~{-zj 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。 H<6TN^ xz9xt 《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 +v$,/~$tI >;|~
z\8 上海讯技光电科技有限公司 2021年4月 3eOwy~ ZY NHVR 目 录 !cblmF;0 1 入门指南 4 |"7F`M96I 1.1 OptiBPM安装及说明 4 |/Q7 o1i 1.2 OptiBPM简介 5 3 *0/<1f1! 1.3 光波导介绍 8 7-p9IFcA 1.4 快速入门 8 % Q| >t~ 2 创建一个简单的MMI耦合器 28 PWU8 9YXp 2.1 定义MMI耦合器材料 28 qyA%_;ReMY 2.2 定义布局设置 29 G.#`DaP 2.3 创建一个MMI耦合器 31 Q[5j5vry 2.4 插入input plane 35 G.ag$KF 2.5 运行模拟 39 uU+R,P0 2.6 在OptiBPM_Analyzer中查看模拟结果 43 #ZFedK0vv 3 创建一个单弯曲器件 44 e15_$M;RW 3.1 定义一个单弯曲器件 44 os<YfMM<:/ 3.2 定义布局设置 45 I.V?O} 3.3 创建一个弧形波导 46 QOb+6qy:3 3.4 插入入射面 49 SEf:u 3.5 选择输出数据文件 53 *RPdU. 3.6 运行模拟 54 fV}: eEo|Y 3.7 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 57 H);O. m 4 创建一个MMI星形耦合器 60 dS+/G9X^ 4.1 定义MMI星形耦合器的材料 60 ;;A8*\*$ 4.2 定义布局设置 61 *OoM[wEY 4.3 创建一个MMI星形耦合器 61 w]<a$C8*y: 4.4 插入输入面 62 iR_j
h=2{ 4.5 运行模拟 63 nu'r` 4.6 预览最大值 65 n+ot. - 4.7 绘制波导 69 S!\4,6 4.8 指定输出波导的路径 69 e7T}*Up 4.9 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 71 `>.^/SGu>? 4.10 添加输出波导并预览仿真结果 72 gd#j{yI/Xf 4.11 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 74 BYhF? 5 基于VB脚本进行波长扫描 75 4F WL\;6 5.1 定义波导材料 75 k/U1
: 9 5.2 定义布局设置 76 25:[VH$:4 5.3 创建波导 76 UaW,#P 5.4 修改输入平面 77 >v
sy P 5.5 指定波导的路径 78 j<BW/ 5.6 运行模拟 79 )qyJwN
.D 5.7 在OptiBPM_Simulator中预览模拟结果 81 tWT,U[ 5.8 应用VB脚本进行模拟 82 G=1&:nW' 5.9 在OptiBPM_Analyzer中查看模拟结果 84 nTG @=C# 6 应用VB脚本设计一个3dB的耦合器 88 >
T$M0&< 6.1 定义3dB耦合器所需的材料 88 E ISgc {s 6.2 定义布局结构 89 >#9f{ 6.3 绘制并定位波导 91 FR bmeq3c 6.4 生成布局脚本 95 o#p{0y 6.5 插入和编辑输入面 97 $oPx2sb 6.6 运行模拟 98 +-s$Htx 6.7 修改布局脚本 100 .dbZ;`s 6.8 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 102 D'Fj"&LK 7 应用预定义扩散过程 104 pZVT:qFF 7.1 创建一个由钛在铌酸锂中扩散所形成的线性波导 104 ( o(, ; 7.2 定义布局设置 106 :NHP," 7.3 设计波导 107 1" k_l.\,0 7.4 设置模拟参数 108 YI877T9> 7.5 运行模拟 110 "7G> 7.6 基于钛和镁在铌酸锂中的扩散,创建一个掩埋波导 111 [osIQ!u;: 7.7 将模板以新的名称进行保存 111 V:YN! 7.8 添加一个新的轮廓 111 jyLE 7.9 创建上方的线性波导 112 &1!T@^56 8 各向异性BPM 115 3Ygt! 8.1 定义材料 116 y}\d]*5 8.2 创建轮廓 117 yF [|dB 8.3 定义布局设置 118 7I#<w[l>k 8.4 创建线性波导 120 ls;!Og9 8.5 设置模拟参数 121 5{PT 8.6 预览介电常数分量 122 5.IX 8.7 创建输入面 123 lR<1x 8.8 运行各向异性BPM模拟 124 bXiOf#:'' 9 创建一个chip-to-fiber对接耦合器 127 I`% ]1{ 9.1 定义chip-to-fiber对接耦合器的材料和波导 128 6bE~m<B\` 9.2 定义布局设置 130 kWSei3 9.3 创建一个chip-to-fiber对接耦合器 130
spX*e1 9.4 编辑输入平面 132 6_&uYA<8pE 9.5 设置模拟参数 134 >.xgo6 9.6 运行模拟 135 Y<ZaW{% 10 电光调制器 138 1M={8}3 10.1 定义电解质材料 139 N=vb*3ECg 10.2 定义电极材料 140 5s7C;+ 10.3 定义轮廓 141 X2[d15!9 10.4 绘制波导 144 s7 789pR 10.5 绘制电极 147 $2kZM4 10.6 静电模拟 149 _aaQ1A`p 10.7 电光模拟 151 F%-KY$% 11 折射率(RI)扫描 155 MsD@pa 11.1 定义材料和通道 155 X2PyFe 11.2 定义布局设置 157 crDm2oA~t 11.3 绘制线性波导 160 [(O*W 11.4 插入输入面 160 >V,i7v*? 11.5 创建脚本 161 `[(.Q 11.6 运行模拟 163 M^6!{c=MIi 11.7 在OptiBPM_Analyzer中预览结果 163 5McOSy 12 应用用户自定义扩散轮廓 165 ;_nV*G.y#^ 12.1 定义材料 165 ; *ZiH%q, 12.2 创建参考轮廓 166 =>0G 12.3 定义布局设置 166 <@](uWu 12.4 用户自定义轮廓 167 ,q".d =6 12.5 根据参考轮廓检测用户自定义轮廓 170 N E/ _ 13 马赫-泽德干涉仪开关 172 4b@Awtk 13.1 定义材料 173 ,,Ia 4c
13.2 创建钛扩散轮廓 173 J Yesk 13.3 定义晶圆 174 `pJWZ:3 13.4 创建器件 175 `h(*D 13.5 检查x-y切面的RI轮廓 177 (p1}i::Y8 13.6 定义电极区域 178 Y+ Qm. 更多详情请加微联系 . 1q4Q\B<
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