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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。 f0uzoeL<% ZI'MfkEZ* 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。 8>Y l8I`%bu 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。 I3;{II pYtG%< 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。 }GIwYh/ Y{6vW-z_< 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。 sSisO?F!Z #~A (%a 《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 ]7qn&(] P\;L#2n 上海讯技光电科技有限公司 2021年4月 `
u# ' jo75MSj 目 录 ^;";fr
Vw 1 入门指南 4 . ZuRH_pI 1.1 OptiBPM安装及说明 4 9(;5!q,Gsg 1.2 OptiBPM简介 5 Vej [wY-c 1.3 光波导介绍 8 "O{_LOJ 1.4 快速入门 8 [>5<&[A 2 创建一个简单的MMI耦合器 28 2V6=F[T 2.1 定义MMI耦合器材料 28 {H]xA 3[] 2.2 定义布局设置 29 r-M:YB 2.3 创建一个MMI耦合器 31 8@Zg@>, 2.4 插入input plane 35 "7v/- 2.5 运行模拟 39 i$~2pr 2.6 在OptiBPM_Analyzer中查看模拟结果 43 ^Eu]i 3 创建一个单弯曲器件 44 i/ED_<_Vg 3.1 定义一个单弯曲器件 44 \;al@yC=T 3.2 定义布局设置 45 !N\<QRb\q 3.3 创建一个弧形波导 46 k[TVu5R 3.4 插入入射面 49 `Gct_6 3.5 选择输出数据文件 53 XILB>o.^3 3.6 运行模拟 54 |eN#9Bm 3.7 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 57 }ll&qb 4 创建一个MMI星形耦合器 60 /RVy?)hVT# 4.1 定义MMI星形耦合器的材料 60 Yt]tRqrh;T 4.2 定义布局设置 61 3V)ef$Y0 4.3 创建一个MMI星形耦合器 61 ~SI`%^L 4.4 插入输入面 62 r57&F`{ 4.5 运行模拟 63 PI
KQ}aq= 4.6 预览最大值 65 HGuU6@~hu 4.7 绘制波导 69 <evvNSE 4.8 指定输出波导的路径 69 Ttr)e: 4.9 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 71 RMinZ}/ 4.10 添加输出波导并预览仿真结果 72 LAe>XF-5 4.11 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 74 ^$8@B]* 5 基于VB脚本进行波长扫描 75 7_OC&hhL 5.1 定义波导材料 75 Gv
'; 5.2 定义布局设置 76 6`KR 5.3 创建波导 76 UL9]LEGG
5.4 修改输入平面 77 Rm@#GP`
5.5 指定波导的路径 78 [v@3|@ 5.6 运行模拟 79 ]><K8N3Z 5.7 在OptiBPM_Simulator中预览模拟结果 81 C`G+b{o 5.8 应用VB脚本进行模拟 82 r7Vt,{4/ 5.9 在OptiBPM_Analyzer中查看模拟结果 84 `SFA`B)[5@ 6 应用VB脚本设计一个3dB的耦合器 88 Xk9mJ]31LC 6.1 定义3dB耦合器所需的材料 88
fQW1&lFT 6.2 定义布局结构 89 F$L2bgQR?' 6.3 绘制并定位波导 91 " ^v/Y 6.4 生成布局脚本 95 $|kq{@< 6.5 插入和编辑输入面 97 ?c G~M|@ 6.6 运行模拟 98 L/ L#[ 6.7 修改布局脚本 100 s$%t*T2J> 6.8 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 102 a0wSXd 7 应用预定义扩散过程 104 g mdJ8$ 7.1 创建一个由钛在铌酸锂中扩散所形成的线性波导 104 FEC`dSTI 7.2 定义布局设置 106 /KU9sIE; 7.3 设计波导 107 Hw0S/ytY 7.4 设置模拟参数 108 z3n273W>6 7.5 运行模拟 110 ZmLA4< 7.6 基于钛和镁在铌酸锂中的扩散,创建一个掩埋波导 111 U0ZT9/4 7.7 将模板以新的名称进行保存 111 ro& / 7.8 添加一个新的轮廓 111 .uh>S!X, ] 7.9 创建上方的线性波导 112 fL^$G;_?3 8 各向异性BPM 115 yL2sce[ 8.1 定义材料 116 7
KuUV!\h` 8.2 创建轮廓 117 6TR` O 8.3 定义布局设置 118 C F,-l
B 8.4 创建线性波导 120 r\PO?1 8.5 设置模拟参数 121 (DLk+N4UHA 8.6 预览介电常数分量 122 JXx[e 8.7 创建输入面 123 g~7x+cu0 8.8 运行各向异性BPM模拟 124 <?2g\+{s9 9 创建一个chip-to-fiber对接耦合器 127 8O[br@h:5 9.1 定义chip-to-fiber对接耦合器的材料和波导 128 xK*G'3Ge 9.2 定义布局设置 130 MG}rvzn@ 9.3 创建一个chip-to-fiber对接耦合器 130 e/7rr~"| 9.4 编辑输入平面 132 ugu|?z*dI 9.5 设置模拟参数 134 XRl!~Y| 9.6 运行模拟 135 `4SwdW n 10 电光调制器 138 R|@?6< 10.1 定义电解质材料 139 BvnNAi 10.2 定义电极材料 140 q`Rc \aWB% 10.3 定义轮廓 141 &Z3u(Eb 10.4 绘制波导 144 [ML|,kq! 10.5 绘制电极 147 euMJ c 10.6 静电模拟 149 ^)nIf)9}7 10.7 电光模拟 151 3(oB[9]s 11 折射率(RI)扫描 155 |j2$G~B6 11.1 定义材料和通道 155 $etw'c0 11.2 定义布局设置 157 5!s7`w]8*0 11.3 绘制线性波导 160 1!S*z^LGl 11.4 插入输入面 160 (y^svXU}a 11.5 创建脚本 161 1 u~Xk? 11.6 运行模拟 163 ip+?k<]z 11.7 在OptiBPM_Analyzer中预览结果 163 "d; T1 12 应用用户自定义扩散轮廓 165 qNuBK6E#4 12.1 定义材料 165 z%q)}$O 12.2 创建参考轮廓 166 <WiyM[ep 12.3 定义布局设置 166 S'_2o?fs 12.4 用户自定义轮廓 167 O>@ChQF 12.5 根据参考轮廓检测用户自定义轮廓 170 3j6Am{9 13 马赫-泽德干涉仪开关 172 $=9g,39 13.1 定义材料 173 ,%T
sfB 13.2 创建钛扩散轮廓 173 `C&@6{L 13.3 定义晶圆 174 ii5dTimRJ 13.4 创建器件 175 f
q&(&(| 13.5 检查x-y切面的RI轮廓 177 &SW~4 {n: 13.6 定义电极区域 178 K'c[r0Ew N|2PW ~, 13.7 定义输入平面和模拟参数 182 oFi_
op 13.8 运行模拟 182 sTu]C +A 13.9 创建脚本 184 zHX7%x,Cq 14 应用OptiBPM和OptiSystem进行光集成电路模拟-散射数据导出 186 .[:y`PCF 14.1 理论背景 186 ~f6Q 14.2 波导Vertical Offset位置设置 189 M\A6;dz' 14.3 生成脚本数据 190 ce<88dL 14.4 导出散射数据 193 Zs|m_O G 14.5 创建臂 194 *5KDu$'(e 14.6 在OptiSystem内加载*.s文件 197 fyF8RTm{ 14.7 加载两个臂的文件 200 j a'_syn 14.8 在OptiSystem内完成布局 201 =/+f3 14.9 连接元件 202 -KL5sK 14.10 运行模拟 203 _Wtwh0[r* 14.11 创建图以查看结果 204 yIu_DFq% 请扫码加微咨询 or`D-x)+@
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