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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。 07WZ w1(; LaL.C^K 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。 !=j\pu}
Z InDISl] 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。 ?I{pv4G: hA1\+r 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。 (R)\ Ag1* .t| 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。 f`w$KVZ1!w 1vlRzkd 《OptiBPM入门指南》,是由上海讯技光电工程师翻译整理而来,译者希望本书能够对OptiBPM的使用者有所帮助,通过学习后能够较好的掌握OptiBPM软件的基本使用方法。由于译者水平有限,书中错误纰漏之处在所难免,敬请同行读者批评和指正 LB}y,-vX> s[h& Uv"G 上海讯技光电科技有限公司 2021年4月 ("(:wYR% t]?u<KD< 目 录 16"eyt> 1 入门指南 4 / sI0{ 1.1 OptiBPM安装及说明 4 >vE1,JD)w 1.2 OptiBPM简介 5 "YbvI@pD 1.3 光波导介绍 8 EsR_J/:Qe 1.4 快速入门 8 rb_ cm 2 创建一个简单的MMI耦合器 28 RUHQ]@d#T 2.1 定义MMI耦合器材料 28 'V";"Ei 2.2 定义布局设置 29 bp G`,[ 2.3 创建一个MMI耦合器 31 KLv`Xg \ 2.4 插入input plane 35 q{/>hvl 2.5 运行模拟 39 d<mj=V@bd 2.6 在OptiBPM_Analyzer中查看模拟结果 43 k$`~,LJ p 3 创建一个单弯曲器件 44 L'k) 3.1 定义一个单弯曲器件 44 (=:9pbP 3.2 定义布局设置 45 =Q985)Y& 3.3 创建一个弧形波导 46 g3~e#vdz 3.4 插入入射面 49 9Z}Y2:l' 3.5 选择输出数据文件 53 4qq+7B 3.6 运行模拟 54 jbx@ty 3.7 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 57 ycAQHY~n 4 创建一个MMI星形耦合器 60 2_lgy?OE` 4.1 定义MMI星形耦合器的材料 60 4$Oakl*l 4.2 定义布局设置 61 WE""be8 4.3 创建一个MMI星形耦合器 61 3=w$1.B d 4.4 插入输入面 62 [<m1xr4"k 4.5 运行模拟 63 .6Jo1$+ 4.6 预览最大值 65 ,f0|eu> 4.7 绘制波导 69 g{K*EL< 4.8 指定输出波导的路径 69 (jYHaTL6Y' 4.9 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 71
}C1&}hZ 4.10 添加输出波导并预览仿真结果 72 Zcq'u
jU 4.11 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 74 R2kR 5 基于VB脚本进行波长扫描 75 _:oB#-0
5.1 定义波导材料 75 Ara D_D 5.2 定义布局设置 76 8>" vAEf 5.3 创建波导 76 6t9Q,+nJ 5.4 修改输入平面 77 wi'CBfr'z 5.5 指定波导的路径 78 3 @XkO 5.6 运行模拟 79 XOsPKq 5.7 在OptiBPM_Simulator中预览模拟结果 81 ' b41#/- 5.8 应用VB脚本进行模拟 82 x(J|6Ey7!n 5.9 在OptiBPM_Analyzer中查看模拟结果 84 s=0z%~H
6 应用VB脚本设计一个3dB的耦合器 88 ETk4I" 6.1 定义3dB耦合器所需的材料 88 XB 6.2 定义布局结构 89 tU2 8l. 6.3 绘制并定位波导 91
0BF'@r"; 6.4 生成布局脚本 95 uan%j]|q% 6.5 插入和编辑输入面 97 R;+vE'&CO 6.6 运行模拟 98 W]E6<y' 6.7 修改布局脚本 100 )xgOl*D 6.8 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 102 9?"]dEM 7 应用预定义扩散过程 104 3F fS2we 7.1 创建一个由钛在铌酸锂中扩散所形成的线性波导 104 7:7i}`O 7.2 定义布局设置 106 R5M/Ho 4 7.3 设计波导 107 J^tLK T B 7.4 设置模拟参数 108 yVQ0;h 7.5 运行模拟 110 ZmSe>}B= 7.6 基于钛和镁在铌酸锂中的扩散,创建一个掩埋波导 111 *x[ZN\$`Y 7.7 将模板以新的名称进行保存 111 y[M<x5 7.8 添加一个新的轮廓 111 ^IgxzGD 7.9 创建上方的线性波导 112 (tQ#('(w 8 各向异性BPM 115 ;hP43Bi 8.1 定义材料 116 &h1.9AO 8.2 创建轮廓 117 N!R>L{H> 8.3 定义布局设置 118 w1q-bIU 8.4 创建线性波导 120 om6'%nXhn 8.5 设置模拟参数 121 iTTUyftHT 8.6 预览介电常数分量 122 %JUD54bBt 8.7 创建输入面 123 Z$qLY<aV 8.8 运行各向异性BPM模拟 124 t>nx#ErS 9 创建一个chip-to-fiber对接耦合器 127 >bQ'*! 9.1 定义chip-to-fiber对接耦合器的材料和波导 128 X@l>mAk 9.2 定义布局设置 130 xgsE JE 9.3 创建一个chip-to-fiber对接耦合器 130 fmqHWu*wG 9.4 编辑输入平面 132 D#VUx9kugv 9.5 设置模拟参数 134 #.1+-^TQk 9.6 运行模拟 135 }HdibCAOf 10 电光调制器 138 }>`rf{T 10.1 定义电解质材料 139 u-v/`F2wN 10.2 定义电极材料 140 'ii5pxeNI 10.3 定义轮廓 141 {D6lSj 10.4 绘制波导 144 y8oqCe) 10.5 绘制电极 147 alr'If@7 10.6 静电模拟 149 u7Z-kZ 10.7 电光模拟 151 &y\7pAT\ 11 折射率(RI)扫描 155 0\W6X;? 11.1 定义材料和通道 155 BO5\rRa0 11.2 定义布局设置 157 7$"{& |