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前 言 i3"sArP"| Y o(B8}?0! 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。 .UYpPuAkn E\zhxiI 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。 ^~aSrREo 4eEs_R 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。 G;m"ao"2 OL'=a|g|c 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。 etoE$2c <S}qcjG 本书第一章主要介绍了软件的安装方法以及软件的开发背景,第二~十三章,分别描述了如何创建以及分析常见的波导类器件,如MMI耦合器、MMI星形耦合器、3dB耦合器、电光调制器、Chip-to-Fiber对接耦合器、马赫泽德干涉仪等,并包含了创建各类波导的方法和分析方法,如参数扫描,脚本自定义等。第十四章主要描述了如何将OptiBPM设计的元器件,导入到OptiSystem(一款光通信系统模拟仿真软件)中做联合仿真,可以查看此元器件在光通信系统中的具体行为。 Vj]kJ,j\y 10J*S[n1 《OptiBPM入门指南》,是由上海讯技光电工程师翻译整理而来,译者希望本书能够对OptiBPM的使用者有所帮助,通过学习后能够较好的掌握OptiBPM软件的基本使用方法。由于译者水平有限,书中错误纰漏之处在所难免,敬请同行读者批评和指正 #Kl2K4 v wyDY%B"n 上海讯技光电科技有限公司 2021年4月 AWDjj\Q4 qck/b 目 录 ]xG8vy 1 入门指南 4 cP1jw%3P 1.1 OptiBPM安装及说明 4 UIl_&| 1.2 OptiBPM简介 5 'O`3FI 1.3 光波导介绍 8 }j?S?= ;m= 1.4 快速入门 8 duS #&w 2 创建一个简单的MMI耦合器 28 yd72y'zi 2.1 定义MMI耦合器材料 28 )ziQ=k6d6 2.2 定义布局设置 29 , _$"6 2.3 创建一个MMI耦合器 31 v'!Ntk 2.4 插入input plane 35 2mUu3fZ 2.5 运行模拟 39 wB)+og-^1f 2.6 在OptiBPM_Analyzer中查看模拟结果 43 3CE8+PnT 3 创建一个单弯曲器件 44 9NP l]iA) 3.1 定义一个单弯曲器件 44 $<cZ<g5) 3.2 定义布局设置 45 xu=B 3.3 创建一个弧形波导 46 +V@=G &Ou0 3.4 插入入射面 49 kYB
<FwwB 3.5 选择输出数据文件 53 /;rN/ot2o 3.6 运行模拟 54 h)rf6*hw 3.7 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 57 .=yus[,~ 4 创建一个MMI星形耦合器 60 .Y|\7%( 4.1 定义MMI星形耦合器的材料 60 k&/)g3(N( 4.2 定义布局设置 61 'j_H{kQy 4.3 创建一个MMI星形耦合器 61 {^W,e ^: 4.4 插入输入面 62 [kOA+\v 4.5 运行模拟 63 DANSexW 4.6 预览最大值 65 U!/nD~A 4.7 绘制波导 69 EKPTDKut 4.8 指定输出波导的路径 69 j7 =3\SO 4.9 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 71 pK9^WT@ 4.10 添加输出波导并预览仿真结果 72 2&0<$> 4.11 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 74 358/t/4{p 5 基于VB脚本进行波长扫描 75 $NT9LtT@K 5.1 定义波导材料 75 tb0E?&M 5.2 定义布局设置 76 U
0RfovJ 5.3 创建波导 76 ?@?a} 5.4 修改输入平面 77 nb_^3K]r 5.5 指定波导的路径 78 BozK!"R_< 5.6 运行模拟 79 ;q; C^l 5.7 在OptiBPM_Simulator中预览模拟结果 81 ;p
5v3<PC 5.8 应用VB脚本进行模拟 82 66<\i ltUQ 5.9 在OptiBPM_Analyzer中查看模拟结果 84 Mlw9#H6 6 应用VB脚本设计一个3dB的耦合器 88 aT!9W'uY 6.1 定义3dB耦合器所需的材料 88 WcwW@cY7\ 6.2 定义布局结构 89 EQJ_$6 6.3 绘制并定位波导 91 Kk>qgi$ 6.4 生成布局脚本 95 y,?G75wij 6.5 插入和编辑输入面 97 ky[Xf -9# 6.6 运行模拟 98 `Kw"XGT 6.7 修改布局脚本 100 2A}u qaF 6.8 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 102 1MI7l)D? 7 应用预定义扩散过程 104 1?RCJ]e5 7.1 创建一个由钛在铌酸锂中扩散所形成的线性波导 104 Ig3(|{R 7.2 定义布局设置 106 r?nV
Sb|[ 7.3 设计波导 107 _S2^;n? 7.4 设置模拟参数 108 :6$4K"^1 7.5 运行模拟 110 =)- Q?1q 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:=qpT- 7.7 将模板以新的名称进行保存 111 iW@Vw{|i I 7.8 添加一个新的轮廓 111 {!1n5a3" 1 7.9 创建上方的线性波导 112 <
}wAP_y 8 各向异性BPM 115 Ik5jwfz 8.1 定义材料 116 z|]oM#Gt 8.2 创建轮廓 117 y3nm!tjyM 8.3 定义布局设置 118 %DRy&k/T 8.4 创建线性波导 120 <
mK 8.5 设置模拟参数 121 zt)PZff/YQ 8.6 预览介电常数分量 122 ^wF@6e7/& 8.7 创建输入面 123 <W51 oO 8.8 运行各向异性BPM模拟 124 =x0"6gTz> 9 创建一个chip-to-fiber对接耦合器 127 abaQJ| 9.1 定义chip-to-fiber对接耦合器的材料和波导 128 boF4d'g" 9.2 定义布局设置 130 N9=r#![>, 9.3 创建一个chip-to-fiber对接耦合器 130 5Ue^>8- 9.4 编辑输入平面 132 3.<6;? 9.5 设置模拟参数 134 2]NAs9aZ 9.6 运行模拟 135 RpXs3=9 10 电光调制器 138 tM$0 >E 10.1 定义电解质材料 139 aT1CpY=T|. 10.2 定义电极材料 140 UI<PNQvo9 10.3 定义轮廓 141 d0A\#H_& 10.4 绘制波导 144 5'kTe= 10.5 绘制电极 147 IN|i)?rh 10.6 静电模拟 149 OHP3T(Q5 10.7 电光模拟 151 {{]=zt|69 11 折射率(RI)扫描 155 2rj/wakd 11.1 定义材料和通道 155 RC8)f8n 11.2 定义布局设置 157 ~f=6?5.wa 11.3 绘制线性波导 160 \buZ? 11.4 插入输入面 160 q3x;_y^ 11.5 创建脚本 161 StyB"1y 11.6 运行模拟 163 fa4951_ 11.7 在OptiBPM_Analyzer中预览结果 163 CFBUQMl> 12 应用用户自定义扩散轮廓 165 8XYD
L]I' 12.1 定义材料 165 4VmCW"b7h 12.2 创建参考轮廓 166 xV,4U/T 12.3 定义布局设置 166 *H%0Gsk 12.4 用户自定义轮廓 167 w(V?N' [ 12.5 根据参考轮廓检测用户自定义轮廓 170 Z9"{f)T 13 马赫-泽德干涉仪开关 172 V|3yZ8lE 13.1 定义材料 173 urT/+deR 13.2 创建钛扩散轮廓 173 -; us12SZ 13.3 定义晶圆 174 AU\xNF3 13.4 创建器件 175 J\xz^%p 13.5 检查x-y切面的RI轮廓 177 npO@Haw 13.6 定义电极区域 178 o0aO0Y 更多详情请加微联系 =wIdC3Ph
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