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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。 aJs! bx>K qvh8~[ 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。 Aba%QQQ b9Eb" 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。 aNICSxDN Fv^>^txh 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。 bI;u};v @9]TjZd 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。 (r.y
+9;6]4 《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 {*F8'6YQ$ k_OzkEM9! 上海讯技光电科技有限公司 2021年4月 zP!j {y4w w0.;86<MV 目 录 H7 {kl 1 入门指南 4 d(D|rf,av 1.1 OptiBPM安装及说明 4 ? a*yK8S 1.2 OptiBPM简介 5 a8y*Jz-E 1.3 光波导介绍 8 -OgC. 6 1.4 快速入门 8 b u/GaE~ 2 创建一个简单的MMI耦合器 28 @zsqjm 2.1 定义MMI耦合器材料 28 0e'@Xo2e 2.2 定义布局设置 29 Fe 78YDx? 2.3 创建一个MMI耦合器 31 \VAS<?3 2.4 插入input plane 35 %wq;<'W 2.5 运行模拟 39 KW36nY\7 2.6 在OptiBPM_Analyzer中查看模拟结果 43 SQG9m2 3 创建一个单弯曲器件 44 U]E~7C 3.1 定义一个单弯曲器件 44 Fy^8]u*Fu 3.2 定义布局设置 45 SUoUXh^!w 3.3 创建一个弧形波导 46 #.@D}7y5 3.4 插入入射面 49 :RX zqC 3.5 选择输出数据文件 53 gF|u%_y-qt 3.6 运行模拟 54 thh0~g0/ 3.7 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 57 F{m?:A 4 创建一个MMI星形耦合器 60 j;&su=p" 4.1 定义MMI星形耦合器的材料 60 @PKY>58) 4.2 定义布局设置 61 )3!z2f: e 4.3 创建一个MMI星形耦合器 61 7Rr
+Uzb( 4.4 插入输入面 62 D'_w
* 4.5 运行模拟 63 _s0;mvz' 4.6 预览最大值 65 Yc>.P 4.7 绘制波导 69 *b(nX,e 4.8 指定输出波导的路径 69 JjH141 n%D 4.9 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 71 Fau24-g 4.10 添加输出波导并预览仿真结果 72 WSx0o} 4.11 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 74 h}GzQry1 5 基于VB脚本进行波长扫描 75 T5TAkEVl 5.1 定义波导材料 75 @t#Ju1Y 5.2 定义布局设置 76 IKeO&]k 5.3 创建波导 76 (5=B^9{R 5.4 修改输入平面 77 YGCBDH%6 5.5 指定波导的路径 78 1n>(CwLG" 5.6 运行模拟 79 7MwS[N%# 5.7 在OptiBPM_Simulator中预览模拟结果 81 J+Zp<Wu- 5.8 应用VB脚本进行模拟 82 AKUmh 5.9 在OptiBPM_Analyzer中查看模拟结果 84 hyC]{E 6 应用VB脚本设计一个3dB的耦合器 88 9.l*#A^
6.1 定义3dB耦合器所需的材料 88 zHQSx7Ow 5 6.2 定义布局结构 89 ~d=Y98'xS 6.3 绘制并定位波导 91 FWQNO( 6.4 生成布局脚本 95 ~:"//%M3l 6.5 插入和编辑输入面 97 &^K,"a{ 6.6 运行模拟 98 <3[0A;W=1 6.7 修改布局脚本 100 *skmTioj& 6.8 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 102 0{.[#!CSk 7 应用预定义扩散过程 104 Ou2p^:C( 7.1 创建一个由钛在铌酸锂中扩散所形成的线性波导 104 bG!/%,s 7.2 定义布局设置 106 iiTt{ab\Y 7.3 设计波导 107 Y/,Cy0! 7.4 设置模拟参数 108 Qis/'9a 7.5 运行模拟 110 p2(Z(V7* 7.6 基于钛和镁在铌酸锂中的扩散,创建一个掩埋波导 111 o Yrg;]H 7.7 将模板以新的名称进行保存 111 /NFm6AA] 7.8 添加一个新的轮廓 111 C\gKJW^]y@ 7.9 创建上方的线性波导 112 u:%Ln_S 8 各向异性BPM 115 PI$K+}E 8.1 定义材料 116 }6 MoC0 8.2 创建轮廓 117 eDS,}Z' 8.3 定义布局设置 118 (cm8x 8.4 创建线性波导 120 6[&x7" 8.5 设置模拟参数 121 4)E$. F^ 8.6 预览介电常数分量 122 %HcCe[d5l 8.7 创建输入面 123 ?4YLt|sn 8.8 运行各向异性BPM模拟 124 .%+y_.l 9 创建一个chip-to-fiber对接耦合器 127 gH|:=vfYUR 9.1 定义chip-to-fiber对接耦合器的材料和波导 128 aJ$({ZN\# 9.2 定义布局设置 130 }o@Dsx5 9.3 创建一个chip-to-fiber对接耦合器 130 D`2w>{Y 9.4 编辑输入平面 132 RZqou|ki 9.5 设置模拟参数 134 ! +XreCw 9.6 运行模拟 135 N<T@GQwkS 10 电光调制器 138 o'|B|oZ 10.1 定义电解质材料 139 x5eSPF1 10.2 定义电极材料 140 v]hu5t 10.3 定义轮廓 141 )H[Pz.'ah0 10.4 绘制波导 144 o!W( 10.5 绘制电极 147 L=V.@? 10.6 静电模拟 149 Jqz K5)
10.7 电光模拟 151 ibh,d.*~g 11 折射率(RI)扫描 155 zAH6SaI$ 11.1 定义材料和通道 155 -qdt$jIM 11.2 定义布局设置 157 .g!K| c 11.3 绘制线性波导 160 b>L?0p$ej 11.4 插入输入面 160 EM,=R 11.5 创建脚本 161 5N:IH@ 11.6 运行模拟 163 1}3tpO; 11.7 在OptiBPM_Analyzer中预览结果 163 HlraOp+ 12 应用用户自定义扩散轮廓 165 [Lq9lw&
12.1 定义材料 165 eR:C?v 12.2 创建参考轮廓 166 lYhC2f
m_ 12.3 定义布局设置 166 !AN; 12.4 用户自定义轮廓 167 :?SD#Vvrh. 12.5 根据参考轮廓检测用户自定义轮廓 170 {_~vf 13 马赫-泽德干涉仪开关 172 /-Z}= 13.1 定义材料 173 U[W &D%' 13.2 创建钛扩散轮廓 173 %{&,5|8 13.3 定义晶圆 174 w[OUGn' 13.4 创建器件 175 KRb'kW 13.5 检查x-y切面的RI轮廓 177 a6\`r^ @ 13.6 定义电极区域 178 *1,4#8tB QM@zy 13.7 定义输入平面和模拟参数 182 PP8627uP 13.8 运行模拟 182 -9(pOwN
|m 13.9 创建脚本 184 y'(a:.%I 14 应用OptiBPM和OptiSystem进行光集成电路模拟-散射数据导出 186 hRZYvZ3 14.1 理论背景 186 "D'"uMS`H 14.2 波导Vertical Offset位置设置 189 AejM\#> 14.3 生成脚本数据 190 3?
F~H 14.4 导出散射数据 193 H:cAORLB 14.5 创建臂 194 ~]SCf@pRk 14.6 在OptiSystem内加载*.s文件 197 HYl~)O> 14.7 加载两个臂的文件 200 8&3KVd` 14.8 在OptiSystem内完成布局 201 afE)yu` 14.9 连接元件 202 O~mQ\GlW 14.10 运行模拟 203 slAR<8 14.11 创建图以查看结果 204 1@n'6!]6O 请扫码加微咨询 Sg*+!
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