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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。 H`#{zt); !"~x.LX\ 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。 qPeaSv]W n1+1/ 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。 -`nQa$N- {"T$jV:GB 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。 P;_}nbB 'B dZN 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。 E9e|+$ N>kY$ *
《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 b&[bfM< a *?bnw? 上海讯技光电科技有限公司 2021年4月 \1Tu
P}P Dv~W!T i 目 录 d:C|laZHn 1 入门指南 4 xNlxi 1.1 OptiBPM安装及说明 4 Jg} w{, 1.2 OptiBPM简介 5 xQLVFgd 1.3 光波导介绍 8 =-wF Brw 1.4 快速入门 8 cP#vzFB0> 2 创建一个简单的MMI耦合器 28 bMe/jQuL.$ 2.1 定义MMI耦合器材料 28 6Ih8~Hu 2.2 定义布局设置 29 /4Ud6gscf 2.3 创建一个MMI耦合器 31 HK_Vk\e 2.4 插入input plane 35 ncw)VH;_- 2.5 运行模拟 39 KrVP#|9%" 2.6 在OptiBPM_Analyzer中查看模拟结果 43 =.T50~+M 3 创建一个单弯曲器件 44 P1cI]rriW 3.1 定义一个单弯曲器件 44 zt&"K0X| 3.2 定义布局设置 45 &CP]+ at 3.3 创建一个弧形波导 46 gY!+x=cx0 3.4 插入入射面 49 "[A]tklP 3.5 选择输出数据文件 53 $K& #R- 3.6 运行模拟 54 s{g^K#BoFi 3.7 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 57 B^|^hZZ> 4 创建一个MMI星形耦合器 60 TS2zzYE6Z 4.1 定义MMI星形耦合器的材料 60 d\c?sYLv 4.2 定义布局设置 61 t`F<lOKj 4.3 创建一个MMI星形耦合器 61 0iS"V^aH 4.4 插入输入面 62 Fsdp"X. 4.5 运行模拟 63 K=Q<G:+&V 4.6 预览最大值 65 O4`am:@ 4.7 绘制波导 69 [f ._w~ 4.8 指定输出波导的路径 69 ^@91BY 4.9 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 71 "~V|p3 4.10 添加输出波导并预览仿真结果 72 6gr?#D -F 4.11 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 74 =74yhPAW 5 基于VB脚本进行波长扫描 75 0c{-$K} 5.1 定义波导材料 75 nDG41)| 5.2 定义布局设置 76 ;@5N 5.3 创建波导 76 n1Ic[cM} 5.4 修改输入平面 77 @wVq%GG} 5.5 指定波导的路径 78 %Z.!T 5.6 运行模拟 79 M\m6|P 5.7 在OptiBPM_Simulator中预览模拟结果 81 5vP=Wf cW 5.8 应用VB脚本进行模拟 82 ,F;<Y9] 5.9 在OptiBPM_Analyzer中查看模拟结果 84 (~k{aO 6 应用VB脚本设计一个3dB的耦合器 88 `8x.Mv 6.1 定义3dB耦合器所需的材料 88 :"G x 6.2 定义布局结构 89 $M:Ru@Du2 6.3 绘制并定位波导 91 gdj,e ^ 6.4 生成布局脚本 95 +cXdF 6.5 插入和编辑输入面 97 TyGsSc 6.6 运行模拟 98 r
&.gOC 6.7 修改布局脚本 100 [D$%LR X 6.8 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 102 w^EUBRI- 7 应用预定义扩散过程 104 Jxo#sV-
7.1 创建一个由钛在铌酸锂中扩散所形成的线性波导 104 "|,;~k1 7.2 定义布局设置 106 A_pcv7=@ 7.3 设计波导 107 v)c[-:"z 7.4 设置模拟参数 108 BN]{o(EB 7.5 运行模拟 110 >Hd Pcsl L 7.6 基于钛和镁在铌酸锂中的扩散,创建一个掩埋波导 111 AQ<2 "s 7.7 将模板以新的名称进行保存 111 QKP@+E_U 7.8 添加一个新的轮廓 111 Jf</83RZ 7.9 创建上方的线性波导 112 _~}n(?> 8 各向异性BPM 115 k $d+w][ 8.1 定义材料 116 ^`*p;&(K\^ 8.2 创建轮廓 117 Kk9eJ\ 8.3 定义布局设置 118 e0e3b] 8.4 创建线性波导 120 x2M{=MExE. 8.5 设置模拟参数 121 .E/NlGm[ 8.6 预览介电常数分量 122 b^dBX 8.7 创建输入面 123 o0B3G 8.8 运行各向异性BPM模拟 124 :k&5Z`>) 9 创建一个chip-to-fiber对接耦合器 127 Om,M8!E 9.1 定义chip-to-fiber对接耦合器的材料和波导 128 <#ZDA/G( 9.2 定义布局设置 130 }uo.N 9.3 创建一个chip-to-fiber对接耦合器 130 S(NUuu}S 9.4 编辑输入平面 132 Cn"L*\o 9.5 设置模拟参数 134 y%Wbm&h 9.6 运行模拟 135 ^v+7IFn 10 电光调制器 138 &60#y4 10.1 定义电解质材料 139 7nl 10.2 定义电极材料 140 gZ 6Hj62D 10.3 定义轮廓 141 ^2<nn op 10.4 绘制波导 144 l(A>Rw| 10.5 绘制电极 147 6$'0^Ftm' 10.6 静电模拟 149 p}K\rpvJpu 10.7 电光模拟 151 69C>oX 11 折射率(RI)扫描 155 hcrx(oJ5 11.1 定义材料和通道 155
2E/yZ ~2s 11.2 定义布局设置 157 TM*<hC 11.3 绘制线性波导 160 ;e#bl1%# 11.4 插入输入面 160 xA#'%|" 11.5 创建脚本 161
$hgsWa 11.6 运行模拟 163 *<IQ+oat,a 11.7 在OptiBPM_Analyzer中预览结果 163 #Py\' 12 应用用户自定义扩散轮廓 165 Z#_ +yw 12.1 定义材料 165 )an,-EIX% 12.2 创建参考轮廓 166 A6AIkKjzq 12.3 定义布局设置 166 M].D27 12.4 用户自定义轮廓 167 4SGF8y@WU 12.5 根据参考轮廓检测用户自定义轮廓 170 )u}My Fl. 13 马赫-泽德干涉仪开关 172 O~u@J'4 13.1 定义材料 173 I/Q5Y- atg 13.2 创建钛扩散轮廓 173 1v"r8=Wt 13.3 定义晶圆 174 4K<T_B/ 13.4 创建器件 175 L\/YS;Y 13.5 检查x-y切面的RI轮廓 177 P%^\<#Ya7 13.6 定义电极区域 178 <cx,Z5W (U@uJ 13.7 定义输入平面和模拟参数 182 63Dm{
2i}F 13.8 运行模拟 182 ^[u*m%UB 13.9 创建脚本 184 otSF8[ 14 应用OptiBPM和OptiSystem进行光集成电路模拟-散射数据导出 186 0ofl,mXW 14.1 理论背景 186 JzZ9ua 14.2 波导Vertical Offset位置设置 189 =F>nqklc 14.3 生成脚本数据 190 $" `9QD~ 14.4 导出散射数据 193 \[ 5mBuk 14.5 创建臂 194 -7\6j#;l 14.6 在OptiSystem内加载*.s文件 197 uL[%R2 14.7 加载两个臂的文件 200 $ix*xm. 4m 14.8 在OptiSystem内完成布局 201 `ek On@T0 14.9 连接元件 202 ;x~[om21; 14.10 运行模拟 203 l0g`;BI_ 14.11 创建图以查看结果 204 AQe~F 请扫码加微咨询 GK.U_` 4?
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