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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。 fZka%[B T..N*6<X 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。 |'V<>v.v JfZL?D{NM 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。 -Z`( ?
k E%wV 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。 8]cv &d1f 8!
|.H p 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。 _ 6+,R "4Vi=* 2V 《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
WrE-Zti %5Q7 #xU 上海讯技光电科技有限公司 2021年4月 J)7,&Gc6 u%+6Mp[E 目 录 [OFTP#}c 1 入门指南 4 Xm"w,J& 1.1 OptiBPM安装及说明 4 E"9/YWv 1.2 OptiBPM简介 5 %fn'iKCB 1.3 光波导介绍 8 mJ6t.%'d 1.4 快速入门 8 ~>}dse 2 创建一个简单的MMI耦合器 28 6i9Q,4~ 2.1 定义MMI耦合器材料 28 :,h=2a_ 8 2.2 定义布局设置 29 XhlI|h-j 2.3 创建一个MMI耦合器 31 ZXssvjWQV} 2.4 插入input plane 35 bik] JIM 2.5 运行模拟 39 5p]urfN-f 2.6 在OptiBPM_Analyzer中查看模拟结果 43 5@R15q@c6n 3 创建一个单弯曲器件 44 K]H"qG.K 3.1 定义一个单弯曲器件 44 3<KZ.hr 3.2 定义布局设置 45 G:h;C].
3.3 创建一个弧形波导 46 \jF" nl 3.4 插入入射面 49 r
48;_4d)D 3.5 选择输出数据文件 53 2HvTM8 3.6 运行模拟 54 WL)_8! 3.7 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 57 J[&
7,} 4 创建一个MMI星形耦合器 60 {|Mxvp*Hg 4.1 定义MMI星形耦合器的材料 60 k$$S!qi# 4.2 定义布局设置 61 X*0eN3o. 4.3 创建一个MMI星形耦合器 61 =#POMK".6 4.4 插入输入面 62 ~
X]"P4 u 4.5 运行模拟 63 D*d 3w 4.6 预览最大值 65 i
h`y0(< 4.7 绘制波导 69 1eE]4Z4Q 4.8 指定输出波导的路径 69 Y-neD?V N 4.9 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 71 evndw> 4.10 添加输出波导并预览仿真结果 72 7N} \1Di5 4.11 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 74 :N*q;j> 5 基于VB脚本进行波长扫描 75 Sq?6R}q% 5.1 定义波导材料 75 6?<`wGs( 5.2 定义布局设置 76 Q?Bjq> 5.3 创建波导 76 WRLu3nBx 5.4 修改输入平面 77 #RLch 5.5 指定波导的路径 78 eBSn1n
5.6 运行模拟 79 %CsTB0Y7n, 5.7 在OptiBPM_Simulator中预览模拟结果 81 N)
V7yo? 5.8 应用VB脚本进行模拟 82 2t]! {L 5.9 在OptiBPM_Analyzer中查看模拟结果 84 9|G=KN)P: 6 应用VB脚本设计一个3dB的耦合器 88 K;ry4/Vap 6.1 定义3dB耦合器所需的材料 88 ?Qo_
KQ%sn 6.2 定义布局结构 89 iaa (ce 6.3 绘制并定位波导 91 {*ko=77$* 6.4 生成布局脚本 95 O'&X aaZV 6.5 插入和编辑输入面 97 g1hg`qBBW 6.6 运行模拟 98 H z< M 6.7 修改布局脚本 100 yN WbI0a 6.8 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 102 /k3n{?$/ 7 应用预定义扩散过程 104 <2TB9]2. g 7.1 创建一个由钛在铌酸锂中扩散所形成的线性波导 104 V"2AN3~& 7.2 定义布局设置 106 qed!C 7.3 设计波导 107 zhR_qW+ 7.4 设置模拟参数 108 :hl}Zn~jt 7.5 运行模拟 110 }07<(,0n 7.6 基于钛和镁在铌酸锂中的扩散,创建一个掩埋波导 111 66"ZH,335 7.7 将模板以新的名称进行保存 111 i/O,`2 7.8 添加一个新的轮廓 111 @h7GTA \ 7.9 创建上方的线性波导 112 oVuj020 8 各向异性BPM 115 C(%5,|6 8.1 定义材料 116 `>K k;` 8.2 创建轮廓 117 0R%uVJG 8.3 定义布局设置 118 bbPd&7 8.4 创建线性波导 120 7"CH\*% 8.5 设置模拟参数 121 ["#A -S 8.6 预览介电常数分量 122 .}hZ7>4- 8.7 创建输入面 123 fY\tvo% 8.8 运行各向异性BPM模拟 124 1Sc~Vb|> 9 创建一个chip-to-fiber对接耦合器 127 ]BS{,sI 9.1 定义chip-to-fiber对接耦合器的材料和波导 128 ;u-< {2P 9.2 定义布局设置 130 3sg)]3jm2 9.3 创建一个chip-to-fiber对接耦合器 130 rbJ)RN^. 9.4 编辑输入平面 132 RWh}?vs_ 9.5 设置模拟参数 134 3xCA\* 9.6 运行模拟 135 ^J5V!i$ 10 电光调制器 138 [2j(\vC! 10.1 定义电解质材料 139 WCfe!P?g 10.2 定义电极材料 140 ,w58n%)H 10.3 定义轮廓 141 szsZFyW)+ 10.4 绘制波导 144 /jL{JF>I 10.5 绘制电极 147 . =foXN 10.6 静电模拟 149 HI?~t|[y 10.7 电光模拟 151 %Pvb>U(Xs 11 折射率(RI)扫描 155 U+}9X^ 11.1 定义材料和通道 155 1.d9{LO [- 11.2 定义布局设置 157 X9`C2fyVd 11.3 绘制线性波导 160 :~A1Ud4c 11.4 插入输入面 160 2.&V 11.5 创建脚本 161 {^19.F 11.6 运行模拟 163 fvBC9^3 11.7 在OptiBPM_Analyzer中预览结果 163 Ex s _LN 12 应用用户自定义扩散轮廓 165 6pz:Lfd80 12.1 定义材料 165 q2U"k 12.2 创建参考轮廓 166 `
Ehgn?6' 12.3 定义布局设置 166 !VZCM{ 12.4 用户自定义轮廓 167 i$ZpoM
12.5 根据参考轮廓检测用户自定义轮廓 170 ;51!aC 13 马赫-泽德干涉仪开关 172 @/2wmza%2 13.1 定义材料 173 {8p?we3l1 13.2 创建钛扩散轮廓 173 m=l3O:~J 13.3 定义晶圆 174 /t 6u"I~ 13.4 创建器件 175 X1z0'gvh 13.5 检查x-y切面的RI轮廓 177 9M~$W-5 13.6 定义电极区域 178 jxOVH+?l% 后记。。。。 X qva&/- 更多详情扫码加微 2uR4~XjF
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