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前 言 OnG!5b wv1?v_4 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。 oiklRf UH[ YH;3O 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。 bjR&bIA: -,Q<*)q{ 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{M2nQi {"@ Bf<J# 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。 0ai4%=d- 9%)'QDVGLf 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。 M>0~Ek%3 +|o-lb 《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 ;E*ozKpm Qi[T!1 上海讯技光电科技有限公司 `5>IvrzXrK >;HXH^q 目 录 IPJs$PtKok 1 入门指南 4 >q]r)~8F^ 1.1 OptiBPM安装及说明 4 v}iJ:' 1.2 OptiBPM简介 5 oE5+ 1.3 光波导介绍 8 ~>{<r{H"S 1.4 快速入门 8 |px4a" 2 创建一个简单的MMI耦合器 28 R/ P.m~? 2.1 定义MMI耦合器材料 28 3?fya8W< 2.2 定义布局设置 29 #{N#yReh 2.3 创建一个MMI耦合器 31 0`OqD d 2.4 插入input plane 35 bG\1<:6B 2.5 运行模拟 39 :s8,i$Ex 2.6 在OptiBPM_Analyzer中查看模拟结果 43 bcOX/ 3 创建一个单弯曲器件 44 +L_.XToq- 3.1 定义一个单弯曲器件 44 <KJ18/ 3.2 定义布局设置 45 RPLr7Lb 3.3 创建一个弧形波导 46 FmnA+fA 3.4 插入入射面 49 OxqP:kM 3.5 选择输出数据文件 53 |z5olu$gVc 3.6 运行模拟 54 <01MXT- 3.7 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 57 6C)OO"Bc 4 创建一个MMI星形耦合器 60 ECl[v%R/6 4.1 定义MMI星形耦合器的材料 60 /wIZ ' 4.2 定义布局设置 61 /oWB7l& 4.3 创建一个MMI星形耦合器 61 ` 3<#DZ;! 4.4 插入输入面 62 QAu^]1 ; 4.5 运行模拟 63 }
1c5#Ym 4.6 预览最大值 65 ZtIK"o-|! 4.7 绘制波导 69 dU+1@_ 4.8 指定输出波导的路径 69 Y/{Z`} 4.9 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 71 V1(eebi| 4.10 添加输出波导并预览仿真结果 72 aHb,4 wY 4.11 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 74 J,jl(=G 5 基于VB脚本进行波长扫描 75 {!x-kF_ 5.1 定义波导材料 75 ))eR 5.2 定义布局设置 76 ?t<wp3bZ 5.3 创建波导 76 bv|v9_i 5.4 修改输入平面 77 _gU[FUBtJ 5.5 指定波导的路径 78 n cihc$V< 5.6 运行模拟 79
?5Lom#^ 5.7 在OptiBPM_Simulator中预览模拟结果 81 KxiZx I 5.8 应用VB脚本进行模拟 82 1OJ:Vy}n 5.9 在OptiBPM_Analyzer中查看模拟结果 84 ab
2V.S 6 应用VB脚本设计一个3dB的耦合器 88 6`EyzB%.$ 6.1 定义3dB耦合器所需的材料 88 [rGR1>U?i 6.2 定义布局结构 89 ]\Ez{MdAT 6.3 绘制并定位波导 91 y<B " 6.4 生成布局脚本 95 ]>x674H 6.5 插入和编辑输入面 97 UIzk-.< 6.6 运行模拟 98 5% +T~ E* 6.7 修改布局脚本 100 R(x%<I 6.8 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 102 GY0<\- 7 应用预定义扩散过程 104 f61~%@fE 7.1 创建一个由钛在铌酸锂中扩散所形成的线性波导 104 6I 2`m(5 7.2 定义布局设置 106 DfqXw^BKD 7.3 设计波导 107 SkN^ytKE 7.4 设置模拟参数 108 -Xx,"[sN\w 7.5 运行模拟 110 yKq;EcVx 7.6 基于钛和镁在铌酸锂中的扩散,创建一个掩埋波导 111 ];oED?I 7.7 将模板以新的名称进行保存 111 I7]45pF 7.8 添加一个新的轮廓 111 r`6XF 7.9 创建上方的线性波导 112 "BEU%,w 8 各向异性BPM 115 arDY@o~ 8.1 定义材料 116 A.y"R)G 8.2 创建轮廓 117 l$PO!JRD 8.3 定义布局设置 118 l1!i3m'x 8.4 创建线性波导 120 }p."7( 8.5 设置模拟参数 121 #16)7 8.6 预览介电常数分量 122 {"s9A& 8.7 创建输入面 123 u;y1leG 8.8 运行各向异性BPM模拟 124 TS@EE&W |