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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。 lt{D f~c @tX8M[.eA 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。 s||c#+j"8 .rwa=IW 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。 | |u Q\nIU7:bZ 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。 .iV-Y *3< 1`sTGNo 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。 8 7z]qE ;=UkTn}N?l 《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#AmtheZR +h)1NX;o1 上海讯技光电科技有限公司 2021年4月 .MS41
E! Pil_zQ4 目 录 ?$ Dc> 1 入门指南 4 y&W3CW\: 1.1 OptiBPM安装及说明 4 7Y%Si5 1.2 OptiBPM简介 5 n%ypxY0 1.3 光波导介绍 8 m;JB=MZ=m 1.4 快速入门 8 UL.YDU) 2 创建一个简单的MMI耦合器 28 qoP/`Y6 2.1 定义MMI耦合器材料 28 gF2,Jm@"6 2.2 定义布局设置 29 =D`:2k~
, 2.3 创建一个MMI耦合器 31 ;lQ>>[* 2.4 插入input plane 35 M1q_gHA 2.5 运行模拟 39 #Ibpf , 2.6 在OptiBPM_Analyzer中查看模拟结果 43 -uNM_|MO 3 创建一个单弯曲器件 44 NdmwQJ7e" 3.1 定义一个单弯曲器件 44 z?Cez*.h> 3.2 定义布局设置 45 6VtN4c.Q 3.3 创建一个弧形波导 46 YmwXA e: 3.4 插入入射面 49 rh DiIO_ 3.5 选择输出数据文件 53 ,YBe|3 3.6 运行模拟 54 pE {yVs 3.7 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 57 zGwM# - 4 创建一个MMI星形耦合器 60 [a!)w@I: 4.1 定义MMI星形耦合器的材料 60 'A,)PZL9i 4.2 定义布局设置 61 ,FwJ0V 4.3 创建一个MMI星形耦合器 61 L%<DLe^P`l 4.4 插入输入面 62 t2,?+ q$x 4.5 运行模拟 63 ;YZ'd"0v 4.6 预览最大值 65 iEx4va-j 4.7 绘制波导 69 h2y<vO 4.8 指定输出波导的路径 69 ]2c0?f*Y7 4.9 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 71 .JBTU>1]_n 4.10 添加输出波导并预览仿真结果 72 T7^?j :kJ/ 4.11 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 74 :W9a t 5 基于VB脚本进行波长扫描 75 C[,&Y&`j 5.1 定义波导材料 75 A`* l+M^z 5.2 定义布局设置 76 5FE& 5.3 创建波导 76 >uxAti\ 5.4 修改输入平面 77 nwVW'M]r 5.5 指定波导的路径 78 hGcu(kAC, 5.6 运行模拟 79 (W.G&VSn) 5.7 在OptiBPM_Simulator中预览模拟结果 81 SPp|/ [i7 5.8 应用VB脚本进行模拟 82 (K('@W%\? 5.9 在OptiBPM_Analyzer中查看模拟结果 84 G1Vn[[%k 6 应用VB脚本设计一个3dB的耦合器 88 NFPWh3),f 6.1 定义3dB耦合器所需的材料 88 <cFj-Ys(T 6.2 定义布局结构 89 6 $K@s 6.3 绘制并定位波导 91 p/HGI)' 6.4 生成布局脚本 95 !8Y A1 o 6.5 插入和编辑输入面 97 >IipWTVo< 6.6 运行模拟 98 *6G@8TIh 6.7 修改布局脚本 100 AzVv-!Y 6.8 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 102 |'j,|^< 7 应用预定义扩散过程 104 QabLMq@n` 7.1 创建一个由钛在铌酸锂中扩散所形成的线性波导 104 ,'n`]@0?\ 7.2 定义布局设置 106 qYQ
vjp 7.3 设计波导 107 MS]Q\g}U 7.4 设置模拟参数 108 rN,T}M=2 7.5 运行模拟 110 7gx?LI_e 7.6 基于钛和镁在铌酸锂中的扩散,创建一个掩埋波导 111 a+j"8tHu$ 7.7 将模板以新的名称进行保存 111 dl(!{tZ# 7.8 添加一个新的轮廓 111 0]zMb^wo 7.9 创建上方的线性波导 112 lx7]rkWo|a 8 各向异性BPM 115 4HpKKhv" 8.1 定义材料 116 L#S|2L_hC 8.2 创建轮廓 117 j@{ B 8 8.3 定义布局设置 118 X6BOB? 8.4 创建线性波导 120 uDLj*U6L 8.5 设置模拟参数 121 _j*a5fsPU 8.6 预览介电常数分量 122 i0Rj;E=:] 8.7 创建输入面 123 q0b*#j 8.8 运行各向异性BPM模拟 124 EMDYeXpV 9 创建一个chip-to-fiber对接耦合器 127 W\<HUd 9.1 定义chip-to-fiber对接耦合器的材料和波导 128 PsZ>L 9.2 定义布局设置 130 |D_4 iFC 9.3 创建一个chip-to-fiber对接耦合器 130 'hFL`F* 9.4 编辑输入平面 132 e-%q!F(Bf 9.5 设置模拟参数 134 /t*Q"0X5 9.6 运行模拟 135 HBZ6 Pj 10 电光调制器 138 8T[<&<^- 10.1 定义电解质材料 139 ^9><qKbO 10.2 定义电极材料 140 s~ou$!| 10.3 定义轮廓 141 v3G$9(NE; 10.4 绘制波导 144 rs,'vV-2\ 10.5 绘制电极 147 HA[7)T N1E 10.6 静电模拟 149 N( f0, 10.7 电光模拟 151 n}-
_fx 11 折射率(RI)扫描 155 T=RabKVYP 11.1 定义材料和通道 155 5hh6;) 11.2 定义布局设置 157 )Cat$)I#, 11.3 绘制线性波导 160 C{+JrHV%h 11.4 插入输入面 160 $R+rB;=a! 11.5 创建脚本 161 ?6HnN0A) 11.6 运行模拟 163 Dy:r)\KX 11.7 在OptiBPM_Analyzer中预览结果 163 qlnA7cK! 12 应用用户自定义扩散轮廓 165 $/ $Hi U`. 12.1 定义材料 165 :^-\KE`3 12.2 创建参考轮廓 166 2H`>Kj 12.3 定义布局设置 166 xu{VU^'Y 12.4 用户自定义轮廓 167 ,LC(Ax'.F 12.5 根据参考轮廓检测用户自定义轮廓 170 :F9Oj1lM% 13 马赫-泽德干涉仪开关 172 Y/?z8g'p 13.1 定义材料 173 dn:\V?9 13.2 创建钛扩散轮廓 173 jeB"j 13.3 定义晶圆 174 X\>/'fC$ 13.4 创建器件 175 rU(-R@[" 13.5 检查x-y切面的RI轮廓 177 abCxB^5VL 13.6 定义电极区域 178 H7k@Br 后继 sk*vmxClY 有兴趣扫码加微联系 *_P'> V#p
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