前 言
TW^/sx +NFzSal 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。
wK}\_2? S'HnBn / 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。
]#.]/f
>- OnWx#84 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。
aC<KN:TN6 PoIl>c1MS 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。
z(\4M==2O Q#IG; 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。
DvM5 k &*
E+N[ 《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
_Ob@` &[hLzlrg 上海讯技光电科技有限公司
2021年4月 LbtX0^
b]a@ 目 录
wW"z 1 入门指南 4
-[qq(E 1.1 OptiBPM安装及说明 4
4R5D88=C 1.2 OptiBPM简介 5
&5L<i3BX 1.3 光波导介绍 8
^`<w&I@ 1.4 快速入门 8
2[gFkyqe 2 创建一个简单的MMI耦合器 28
_{|D 2.1 定义MMI耦合器
材料 28
a5G/[[cwTV 2.2 定义布局设置 29
"YB**Y 2.3 创建一个MMI耦合器 31
Pm$q]A~ 2.4 插入input plane 35
G7=pBf 2.5 运行模拟 39
D/=5tOy 2.6 在OptiBPM_Analyzer中查看模拟结果 43
&gI ~LP 3 创建一个单弯曲器件 44
3z]+uv+2J 3.1 定义一个单弯曲器件 44
A_;8IlW 3.2 定义布局设置 45
[ 4;Ii 3.3 创建一个弧形波导 46
)(7&X45,k 3.4 插入入射面 49
\a+(=s(; 3.5 选择输出数据文件 53
TO-$B8*nq 3.6 运行模拟 54
9 fMau 3.7 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 57
kg`.[{k 4 创建一个MMI星形耦合器 60
)z8!f}:De= 4.1 定义MMI星形耦合器的材料 60
Pf F=m' 4.2 定义布局设置 61
)a3IQrf= 4.3 创建一个MMI星形耦合器 61
~8m=1)A{( 4.4 插入输入面 62
Cg616hyut 4.5 运行模拟 63
d(:3 4.6 预览最大值 65
zX#%{#9 4.7 绘制波导 69
Jdy=_88MD
4.8 指定输出波导的路径 69
+w8R!jdA 4.9 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 71
CU7F5@+ 4.10 添加输出波导并预览仿真结果 72
j|tC@0A 4.11 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 74
]m#5`zGK1| 5 基于VB脚本进行
波长扫描 75
H\1qI7N C 5.1 定义波导材料 75
Ez{MU@Fk 5.2 定义布局设置 76
0R0{t=VJZ 5.3 创建波导 76
2m>-dqg 5.4 修改输入平面 77
N0>0z]4;q 5.5 指定波导的路径 78
}oJAB1'k 5.6 运行模拟 79
s`Cy
a` 5.7 在OptiBPM_Simulator中预览模拟结果 81
L^^4=ao0 5.8 应用VB脚本进行模拟 82
it2 a 5.9 在OptiBPM_Analyzer中查看模拟结果 84
J1XL<7 6 应用VB脚本设计一个3dB的耦合器 88
Eq:2k)BE 6.1 定义3dB耦合器所需的材料 88
G4
G5PXi 6.2 定义布局结构 89
@t1V
o}c 6.3 绘制并定位波导 91
`Bn=?9 6.4 生成布局脚本 95
)fdE6 6.5 插入和编辑输入面 97
k-*Mzm]kb 6.6 运行模拟 98
RmI1` 6.7 修改布局脚本 100
_73h<|0 6.8 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 102
A?Wk
wf 7 应用预定义扩散过程 104
PIXL6 7.1 创建一个由钛在铌酸锂中扩散所形成的线性波导 104
gN {'UDg 7.2 定义布局设置 106
iRi{$.pVJ 7.3 设计波导 107
1|8<H~& 7.4 设置模拟参数 108
K)Zlc0e 7.5 运行模拟 110
gw _$ 7.6 基于钛和镁在铌酸锂中的扩散,创建一个掩埋波导 111
Z2"?&pKV 7.7 将模板以新的名称进行保存 111
rd3j1U 7.8 添加一个新的轮廓 111
Gs2p5nL< 7.9 创建上方的线性波导 112
@/UfDye 8 各向异性BPM 115
iK{T^vvk 8.1 定义材料 116
}`yiT<z 8.2 创建轮廓 117
s/Xb^XjS1 8.3 定义布局设置 118
&L^CCi 8.4 创建线性波导 120
&6Il(3-^ 8.5 设置模拟参数 121
^nVl (^{ 8.6 预览介电常数分量 122
Y\2|x*KwvF 8.7 创建输入面 123
V^Rkt%JY 8.8 运行各向异性BPM模拟 124
6D;^uM2N 9 创建一个chip-to-fiber对接耦合器 127
s=Q(C[%I 9.1 定义chip-to-fiber对接耦合器的材料和波导 128
@
\2#Dpr 9.2 定义布局设置 130
irTv4ZE'+l 9.3 创建一个chip-to-fiber对接耦合器 130
*^ \FIUd 9.4 编辑输入平面 132
uIMe 9.5 设置模拟参数 134
S'B6jJK2x 9.6 运行模拟 135
>5T_g2pkv 10 电光调制器 138
`:M^8SYrL 10.1 定义电解质材料 139
nU`Lhh8y 10.2 定义电极材料 140
ji+{ :D 10.3 定义轮廓 141
a <X0e> 10.4 绘制波导 144
-v?hqWMp# 10.5 绘制电极 147
[&Hkn5yq 10.6 静电模拟 149
z1,tJH0 10.7 电光模拟 151
mCKk*5ws5" 11 折射率(RI)扫描 155
5(&xNT-n8 11.1 定义材料和通道 155
H^1gy=kdj 11.2 定义布局设置 157
(P6vOo 11.3 绘制线性波导 160
v[<Bjs\q5 11.4 插入输入面 160
0=v{RQ;W4 11.5 创建脚本 161
z 2/!m[U 11.6 运行模拟 163
O_K_f+7 11.7 在OptiBPM_Analyzer中预览结果 163
%IBL0NQT 12 应用用户自定义扩散轮廓 165
A[UP"P~u/ 12.1 定义材料 165
j?n+>/sG, 12.2 创建参考轮廓 166
h7qBp300 12.3 定义布局设置 166
|s gXh9%x< 12.4 用户自定义轮廓 167
e<gx~N9l' 12.5 根据参考轮廓检测用户自定义轮廓 170
AH{^spD{7, 13 马赫-泽德干涉仪开关 172
_|isa]u\z 13.1 定义材料 173
u@FsLHn 13.2 创建钛扩散轮廓 173
6xgv:, 13.3 定义晶圆 174
+~2rW8 13.4 创建器件 175
$M"0BZQ?y! 13.5 检查x-y切面的RI轮廓 177
r{+aeLu 13.6 定义电极区域 178
L*?!Z^k 13.7 定义输入平面和模拟参数 182
<8(?7QI 13.8 运行模拟 182
=?0QqCjK) 13.9 创建脚本 184
+lO'wa7|3 14 应用OptiBPM和OptiSystem进行光集成
电路模拟-散射数据导出 186
\Rk$t7ZH 14.1 理论背景 186
F@YV]u>N 14.2 波导Vertical Offset位置设置 189
%hT4qzJj 14.3 生成脚本数据 190
M:ai<TZ] 14.4 导出散射数据 193
B!aK 14.5 创建臂 194
&:?e & 14.6 在OptiSystem内加载*.s文件 197
n+2J Dq|?p 14.7 加载两个臂的文件 200
|Svk^m q 14.8 在OptiSystem内完成布局 201
w! q& 14.9 连接元件 202
]" x\=A 14.10 运行模拟 203
=g@9>3~{! 14.11 创建图以查看结果 204
[5 pCL0<c@ 有兴趣可以扫码加微咨询
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