前 言
u}Q@u!~e9 aB`x5vg7ho 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。
zUw9 SI:+I4i 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。
=Vgj=19X( 0FDfB; 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。
</K"\EU `_IgH 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。
k5>K/;*9 KcGM=z?: 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。
(_}w4N# '`$US;5 《OptiBPM入门指南》,是由上海讯技光电工程师翻译整理而来,译者希望本书能够对OptiBPM的使用者有所帮助,通过学习后能够较好的掌握OptiBPM软件的基本使用方法。由于译者水平有限,书中错误纰漏之处在所难免,敬请同行读者批评和指正
GC{)3)_ t |eEcEu?/b 上海讯技光电科技有限公司
{r9fKA 2021年4月
RVxlN* =6mnXpM. 目 录
>*TFM[((Y) 1 入门指南 4
4{d`-reHg 1.1 OptiBPM安装及说明 4
B}=
WxG|) 1.2 OptiBPM简介 5
H3=U|wr| 1.3 光波导介绍 8
|%F[.9Dp 1.4 快速入门 8
t3TnqA 2 创建一个简单的MMI耦合器 28
{+V1>6 2.1 定义MMI耦合器
材料 28
rYnjQr2a 2.2 定义布局设置 29
2
{lo 2.3 创建一个MMI耦合器 31
:
"[dr~. 2.4 插入input plane 35
WcyN,5 2.5 运行模拟 39
v{ F/Bifo 2.6 在OptiBPM_Analyzer中查看模拟结果 43
L0_qHLY 3 创建一个单弯曲器件 44
qTA@0fL 3.1 定义一个单弯曲器件 44
fP41B 3.2 定义布局设置 45
*D: wwJ 3.3 创建一个弧形波导 46
C0\A 3.4 插入入射面 49
aqTMOWyeu 3.5 选择输出数据文件 53
i,=CnZCh 3.6 运行模拟 54
fJ[(zjk 3.7 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 57
3P1OyB 4 创建一个MMI星形耦合器 60
Pv.z~~lY 4.1 定义MMI星形耦合器的材料 60
[.}-n AN 4.2 定义布局设置 61
su~_l[6 4.3 创建一个MMI星形耦合器 61
wo;`D 4.4 插入输入面 62
,+0>p 4.5 运行模拟 63
N?d4Pu1m 4.6 预览最大值 65
YuWsE4$ 4.7 绘制波导 69
mlgw0 4.8 指定输出波导的路径 69
p[*NekE6- 4.9 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 71
'1{#I/P; 4.10 添加输出波导并预览仿真结果 72
\JBJ$lBL 4.11 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 74
X<4h"W6 5 基于VB脚本进行
波长扫描 75
~=5 vc'' 5.1 定义波导材料 75
Te`Z
Qqb 5.2 定义布局设置 76
$ctY#:;pV{ 5.3 创建波导 76
/cBQE=]6 5.4 修改输入平面 77
f#:7$:{F1 5.5 指定波导的路径 78
W&[}-E8<Y 5.6 运行模拟 79
56Q9RU(M 5.7 在OptiBPM_Simulator中预览模拟结果 81
@g*=xwve=~ 5.8 应用VB脚本进行模拟 82
'l$<DcBj 5.9 在OptiBPM_Analyzer中查看模拟结果 84
?`Oh]2n)6 6 应用VB脚本设计一个3dB的耦合器 88
X!0s__IOc 6.1 定义3dB耦合器所需的材料 88
>pKu
G# 6.2 定义布局结构 89
i[b?W$]7 6.3 绘制并定位波导 91
!$'s?rnh 6.4 生成布局脚本 95
CB5 ~!nKv& 6.5 插入和编辑输入面 97
RHo|&.B;+ 6.6 运行模拟 98
N
3)OH6w" 6.7 修改布局脚本 100
DCfV 6.8 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 102
XDvT#(Pu 7 应用预定义扩散过程 104
W?m?r.K? 7.1 创建一个由钛在铌酸锂中扩散所形成的线性波导 104
%?lPS 7.2 定义布局设置 106
p&=F:- 7.3 设计波导 107
|9)Q =( 7.4 设置模拟参数 108
,,r%Y&:`6 7.5 运行模拟 110
'\dau> 7.6 基于钛和镁在铌酸锂中的扩散,创建一个掩埋波导 111
Dqu1!f 7.7 将模板以新的名称进行保存 111
<{.o+~k 7.8 添加一个新的轮廓 111
>lqWni 7.9 创建上方的线性波导 112
dX0A(6 8 各向异性BPM 115
/OaLkENgvf 8.1 定义材料 116
D,+I)-k< 8.2 创建轮廓 117
:Vq gmn 8.3 定义布局设置 118
Ow=` tv$l 8.4 创建线性波导 120
+0;n t 8.5 设置模拟参数 121
@)iv' 8.6 预览介电常数分量 122
NL))!Pi 8.7 创建输入面 123
R,01.N( U 8.8 运行各向异性BPM模拟 124
$53I%. 9 创建一个chip-to-fiber对接耦合器 127
zEJ|;oL 9.1 定义chip-to-fiber对接耦合器的材料和波导 128
?lCKZm.,(- 9.2 定义布局设置 130
`':$PUz,g 9.3 创建一个chip-to-fiber对接耦合器 130
C\UD0r'p? 9.4 编辑输入平面 132
0Ph,E 9.5 设置模拟参数 134
39?iX'*p 9.6 运行模拟 135
}Tn]cL{]C 10 电光调制器 138
72} MspzUt 10.1 定义电解质材料 139
z7F~;IB*u 10.2 定义电极材料 140
/kyuL]6 10.3 定义轮廓 141
XXacWdh \ 10.4 绘制波导 144
3/o-\wWO 10.5 绘制电极 147
kc `Q-
N} 10.6 静电模拟 149
ptGM' 10.7 电光模拟 151
xtN%v0ZZ 11 折射率(RI)扫描 155
@Y*ONnl 11.1 定义材料和通道 155
ws4a(1 11.2 定义布局设置 157
mKynp 11.3 绘制线性波导 160
%WHue 11.4 插入输入面 160
yL&F!+(/Ix 11.5 创建脚本 161
6Km@A M] 11.6 运行模拟 163
u!mUUFl 11.7 在OptiBPM_Analyzer中预览结果 163
$zq`hI!1 12 应用用户自定义扩散轮廓 165
{[o=df/ 12.1 定义材料 165
E>xdJ 12.2 创建参考轮廓 166
d_Ll,*J9 12.3 定义布局设置 166
f&B&!&gZ 12.4 用户自定义轮廓 167
o6 12.5 根据参考轮廓检测用户自定义轮廓 170
2 @Jw?+}vr 13 马赫-泽德干涉仪开关 172
FVsVY1 13.1 定义材料 173
Q&^ti)vB 13.2 创建钛扩散轮廓 173
K[PIw}V$?: 13.3 定义晶圆 174
He. gl 13.4 创建器件 175
Z.<OtsQN 13.5 检查x-y切面的RI轮廓 177
8a|p`)lT 13.6 定义电极区域 178
[Hy0j* 13.7 定义输入平面和模拟参数 182
5E?{>1 13.8 运行模拟 182
phwk0J]2 13.9 创建脚本 184
"zL<:TQ" 14 应用OptiBPM和OptiSystem进行光集成
电路模拟-散射数据导出 186
dGMBgj 14.1 理论背景 186
U)=?3}s( 14.2 波导Vertical Offset位置设置 189
)FGm5-K@ 14.3 生成脚本数据 190
!]7Z),s 14.4 导出散射数据 193
?@6N EfQf 14.5 创建臂 194
".onev^( 14.6 在OptiSystem内加载*.s文件 197
,*%%BTnR 14.7 加载两个臂的文件 200
_5EM <Ux 14.8 在OptiSystem内完成布局 201
b;`gxXeL 14.9 连接元件 202
bEyZRG 14.10 运行模拟 203
fI;6!M#
14.11 创建图以查看结果 204
l_5]~N 有兴趣扫码加微咨询
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