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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\\2r> ^)^|;C\` 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。 _6zP]|VBr 5XO'OSdYq 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。 _J~ta. 14!a)Ijl 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。 h_GBx|c 4Xk;Qd 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":Bw bu]Se6%} 《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 P Xn>x8z 9~%]|_( 上海讯技光电科技有限公司 2021年4月 ^i)Q
CDU7 _|wY[YJ[ 目 录 >E ;o" 1 入门指南 4 )60f 1.1 OptiBPM安装及说明 4 @ZR4%A"X4 1.2 OptiBPM简介 5 {)9HS~e T 1.3 光波导介绍 8 ~V"cLTj" 1.4 快速入门 8 x][9ptrh 2 创建一个简单的MMI耦合器 28 X3L[y\ 2.1 定义MMI耦合器材料 28 <;0N@
2.2 定义布局设置 29 s1 ^mk] 2.3 创建一个MMI耦合器 31 exEld 2.4 插入input plane 35 V3~a!k 2.5 运行模拟 39 Y1aF._Z 2.6 在OptiBPM_Analyzer中查看模拟结果 43 $o$Ev@mi 3 创建一个单弯曲器件 44 Q[Sd 3.1 定义一个单弯曲器件 44 I+j|'=M 3.2 定义布局设置 45 _6S
b.9m 3.3 创建一个弧形波导 46 G[<[#$( 3.4 插入入射面 49 !^bB/e 3.5 选择输出数据文件 53 q
'{<c3& 3.6 运行模拟 54 t,1! `/\ 3.7 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 57 C\^<v& 4 创建一个MMI星形耦合器 60 4[CBW 4.1 定义MMI星形耦合器的材料 60 = *;Xc-_ 4.2 定义布局设置 61 2{]S_. zV 4.3 创建一个MMI星形耦合器 61 +'Y(V& 4.4 插入输入面 62
uC*:#[ 4.5 运行模拟 63 2|H91Y2 4.6 预览最大值 65 2DCcGKa" 4.7 绘制波导 69 :;*#Qh3" 4.8 指定输出波导的路径 69 W*rU,F|9 4.9 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 71 R{xyme@"^ 4.10 添加输出波导并预览仿真结果 72 &J/4J 4.11 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 74 ctUF/[_w; 5 基于VB脚本进行波长扫描 75 KkL:p?@n 5.1 定义波导材料 75 Kg TGxCH 5.2 定义布局设置 76 h[ZN >T 5.3 创建波导 76 IL[|CB1v 5.4 修改输入平面 77 OQL09u 5.5 指定波导的路径 78 r{B,uj" 5.6 运行模拟 79 &Wz`>qYL* 5.7 在OptiBPM_Simulator中预览模拟结果 81 /$Tl# 5.8 应用VB脚本进行模拟 82 :CkR4J!m3 5.9 在OptiBPM_Analyzer中查看模拟结果 84 a[74%L? 6 应用VB脚本设计一个3dB的耦合器 88 ZOrTbik 6.1 定义3dB耦合器所需的材料 88 ci_v7Jnwo 6.2 定义布局结构 89 t3#H@0< 6.3 绘制并定位波导 91 ZYA.1VrM 6.4 生成布局脚本 95 sAD P~xvU
6.5 插入和编辑输入面 97 |CZnq-,C 6.6 运行模拟 98 B`?N0t%X 6.7 修改布局脚本 100 ;4/dk_~p] 6.8 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 102 +/!=Ub[:U 7 应用预定义扩散过程 104 PZ!dn%4jy 7.1 创建一个由钛在铌酸锂中扩散所形成的线性波导 104 >xZhK63C/ 7.2 定义布局设置 106 m]=oaj@9 7.3 设计波导 107 u_6BHsU 7.4 设置模拟参数 108 R<lNk< 7.5 运行模拟 110 A M1C
$ 7.6 基于钛和镁在铌酸锂中的扩散,创建一个掩埋波导 111 Id.Z[owC`Y 7.7 将模板以新的名称进行保存 111 l@tyg7CwY 7.8 添加一个新的轮廓 111 e@,u`{C[ 7.9 创建上方的线性波导 112 -wfRR>)d 8 各向异性BPM 115 g",w kO| 8.1 定义材料 116
>NH4A_ 8.2 创建轮廓 117 ^QXw[th!d
8.3 定义布局设置 118 a:-)+sgHw 8.4 创建线性波导 120 ?lc[hH 8.5 设置模拟参数 121 s7.p$r 8.6 预览介电常数分量 122 2%{YYT
8.7 创建输入面 123 rZ!Yi*? f 8.8 运行各向异性BPM模拟 124 s?@)a,C%k 9 创建一个chip-to-fiber对接耦合器 127 gaw4NZd)0 9.1 定义chip-to-fiber对接耦合器的材料和波导 128 d@D;'2}Yc 9.2 定义布局设置 130 ,\S pjE 9.3 创建一个chip-to-fiber对接耦合器 130 =~\]3g 9.4 编辑输入平面 132 W) 33;E/} 9.5 设置模拟参数 134 0tW<LR-}E 9.6 运行模拟 135 aW=By)S!Y 10 电光调制器 138 V{T{0b"\U 10.1 定义电解质材料 139 iBKb/Oi6 10.2 定义电极材料 140 )@<HCRQ'q 10.3 定义轮廓 141 "^9[OgE: 10.4 绘制波导 144 y7M:b Uh 10.5 绘制电极 147 0HHui7Yy> 10.6 静电模拟 149 yNrinYw 10.7 电光模拟 151 Vedyy\TU 11 折射率(RI)扫描 155 X/E7o92\ 11.1 定义材料和通道 155 (@KoqwVWc 11.2 定义布局设置 157 %_b^!FR 11.3 绘制线性波导 160 $>'" )7z 11.4 插入输入面 160 lJ:M^.Em0 11.5 创建脚本 161 <DeKs?v 11.6 运行模拟 163 S(>@:`= 11.7 在OptiBPM_Analyzer中预览结果 163 /lS+J(I 12 应用用户自定义扩散轮廓 165 HBh` 2Q 12.1 定义材料 165 2ec$xms 12.2 创建参考轮廓 166 E7X!cm/2< 12.3 定义布局设置 166 ^])e[RN7?n 12.4 用户自定义轮廓 167 >Lw}KO` 12.5 根据参考轮廓检测用户自定义轮廓 170 @,x_i8 13 马赫-泽德干涉仪开关 172 .1.J5>/n 13.1 定义材料 173 jFuC=6aF 13.2 创建钛扩散轮廓 173 Pv/Pww\ 13.3 定义晶圆 174 \Y!T>nWn)I 13.4 创建器件 175 xH_A@hf; 13.5 检查x-y切面的RI轮廓 177 & Fg|%,fv] 13.6 定义电极区域 178 b&lN%+%} 后继 F>~ xzc 有兴趣扫码加微联系 )\T@W
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