前 言
btYPp0o~ v\ox:C 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。
96.Wfx ~4^e a 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。
CL*%06QyE L~$RF {$ 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。
G](K2= %;5hHRA 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。
'KL(A-}! Dk-L4FS 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。
qcot
T\rq )yP>}ME 《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
@}gdOaw P Cf|^X#B 上海讯技光电科技有限公司
8zCAy@u 2021年4月
>+#[O" $T4PC5. 目 录
w(j9[ 1 入门指南 4
xD=D *W 1.1 OptiBPM安装及说明 4
a)1,/:7' 1.2 OptiBPM简介 5
!D3}5A1, 1.3 光波导介绍 8
9zyN8v2 1.4 快速入门 8
IO#W#wW$M 2 创建一个简单的MMI耦合器 28
XbC8t &Q], 2.1 定义MMI耦合器
材料 28
?5Fj]Bk] 2.2 定义布局设置 29
YiTp-@$} 2.3 创建一个MMI耦合器 31
h 3&:"*A2 2.4 插入input plane 35
%\cC]<> 2.5 运行模拟 39
|DW'RopM 2.6 在OptiBPM_Analyzer中查看模拟结果 43
>{S $0D 3 创建一个单弯曲器件 44
VO Qt{v{1| 3.1 定义一个单弯曲器件 44
.y/b$|d, 3.2 定义布局设置 45
h+UscdUl 3.3 创建一个弧形波导 46
k)p y\ 3.4 插入入射面 49
S nHAY< 3.5 选择输出数据文件 53
~@D%qbN 3.6 运行模拟 54
PHvjsA%" 3.7 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 57
/aG>we 4 创建一个MMI星形耦合器 60
hD1AK+y 4.1 定义MMI星形耦合器的材料 60
aS vE 4.2 定义布局设置 61
!yX<v%>_0 4.3 创建一个MMI星形耦合器 61
j>xVy]v= | 4.4 插入输入面 62
w<Cmzkf 4.5 运行模拟 63
LG#w/).^ 4.6 预览最大值 65
0 '7s 4.7 绘制波导 69
Wk?|BR]O 4.8 指定输出波导的路径 69
dyzwJ70K 4.9 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 71
$`{q[ { 4.10 添加输出波导并预览仿真结果 72
oks=|'& 4.11 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 74
@>2rz 5 基于VB脚本进行
波长扫描 75
yH%+cmp7 5.1 定义波导材料 75
Czr4
-#2 5.2 定义布局设置 76
kA%OF*%|6 5.3 创建波导 76
s2?,' es 5.4 修改输入平面 77
z^ aCQ3E 5.5 指定波导的路径 78
z&C{8aQ' 5.6 运行模拟 79
:c~9>GCE& 5.7 在OptiBPM_Simulator中预览模拟结果 81
Z%Tq1O 5.8 应用VB脚本进行模拟 82
<t?x 'r?@ 5.9 在OptiBPM_Analyzer中查看模拟结果 84
+X* F<6mZ 6 应用VB脚本设计一个3dB的耦合器 88
xVsa,EX b 6.1 定义3dB耦合器所需的材料 88
dT0^-XSY 6.2 定义布局结构 89
eHVdZ'%x 6.3 绘制并定位波导 91
g( ]b\rj 6.4 生成布局脚本 95
p~Yy"Ec;p 6.5 插入和编辑输入面 97
]/aRc=Gn 6.6 运行模拟 98
VL_)]LR*) 6.7 修改布局脚本 100
aJK-O"0/ 6.8 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 102
;H7EB` 7 应用预定义扩散过程 104
LKK{j,g7 7.1 创建一个由钛在铌酸锂中扩散所形成的线性波导 104
]Wy^VcqX 7.2 定义布局设置 106
oTq%wi6 _ 7.3 设计波导 107
5}-)vsa` 7.4 设置模拟参数 108
CbTf"pl 7.5 运行模拟 110
ALE808;| 7.6 基于钛和镁在铌酸锂中的扩散,创建一个掩埋波导 111
ZfFIX5Qd\ 7.7 将模板以新的名称进行保存 111
)^jQkfL 7.8 添加一个新的轮廓 111
T!m42EvIvE 7.9 创建上方的线性波导 112
FSW3' 8 各向异性BPM 115
cwH,l$ 8.1 定义材料 116
FX7Cjo#=R 8.2 创建轮廓 117
'sm[CNzS 8.3 定义布局设置 118
%-@'CNP 8.4 创建线性波导 120
ax-=n ( 8.5 设置模拟参数 121
!pd7@FwC 8.6 预览介电常数分量 122
9O),/SH;: 8.7 创建输入面 123
SjZd0H0 8.8 运行各向异性BPM模拟 124
kN'|,eKH4 9 创建一个chip-to-fiber对接耦合器 127
bh= \ 9.1 定义chip-to-fiber对接耦合器的材料和波导 128
vqrBRlZ 9.2 定义布局设置 130
a6;gBoV 9.3 创建一个chip-to-fiber对接耦合器 130
<ldid]o
# 9.4 编辑输入平面 132
)x$!K[= 9.5 设置模拟参数 134
z{Hz;m:*_ 9.6 运行模拟 135
q1N4X7<_ 10 电光调制器 138
&M0o&C-1/ 10.1 定义电解质材料 139
EsT0"{ 10.2 定义电极材料 140
keT?,YI 10.3 定义轮廓 141
7ZF}0K$^B 10.4 绘制波导 144
}U2[? 10.5 绘制电极 147
&tlR~?$e* 10.6 静电模拟 149
EG F:xl 10.7 电光模拟 151
::4"wU3t 11 折射率(RI)扫描 155
X }m7@r@ 11.1 定义材料和通道 155
PLO\L W 11.2 定义布局设置 157
Y Eg
. 11.3 绘制线性波导 160
Vil@?Y" 11.4 插入输入面 160
H"2 U)HJl 11.5 创建脚本 161
48lzOG 11.6 运行模拟 163
M#=Y~PU 11.7 在OptiBPM_Analyzer中预览结果 163
WEno+Z~=1' 12 应用用户自定义扩散轮廓 165
R|/Wz/$1A 12.1 定义材料 165
S|l&fb n 12.2 创建参考轮廓 166
YavfjS:2 12.3 定义布局设置 166
j1'\R+4U 12.4 用户自定义轮廓 167
D*|(
p6v1& 12.5 根据参考轮廓检测用户自定义轮廓 170
kBrvl^D{5 13 马赫-泽德干涉仪开关 172
kJ/+IGV^v 13.1 定义材料 173
#N; $ 13.2 创建钛扩散轮廓 173
.=?Sz*3 13.3 定义晶圆 174
4+)Zk$E 13.4 创建器件 175
.8-PB*vb 13.5 检查x-y切面的RI轮廓 177
0 9tikj1 13.6 定义电极区域 178
rU],J!LF 13.7 定义输入平面和模拟参数 182
1Pu
, :Jt 13.8 运行模拟 182
C,[L/! 13.9 创建脚本 184
X
d!Cp 14 应用OptiBPM和OptiSystem进行光集成
电路模拟-散射数据导出 186
t9ER;.e 14.1 理论背景 186
_\p`4-.V 14.2 波导Vertical Offset位置设置 189
AlUJ1^o) 14.3 生成脚本数据 190
8^i[j\Y;6 14.4 导出散射数据 193
wbBE@RU>! 14.5 创建臂 194
TV?
^c?{5 14.6 在OptiSystem内加载*.s文件 197
OE6#YT 14.7 加载两个臂的文件 200
6tX.(/+L 14.8 在OptiSystem内完成布局 201
D4d]3|/T 14.9 连接元件 202
%@>YNPD`E 14.10 运行模拟 203
DQcWq'yY^ 14.11 创建图以查看结果 204
/\~l1.6` 有兴趣扫码加微咨询
I I&<