前 言 HA2k[F@3^ 1#0{@35 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。
}RwSp!}C jC7&s$>Q"g OptiBPM是基于
光束传输算法(BPM-矢量BPM、半矢量BPM以及标量BPM)来模拟光通过任意波导介质(各向同性与各向异性)。并可使用合适的数值方法,如Crank-Nicholson方法和Scheme Parameter以及ADI,来进行计算,计算过程中可以使用合适的边界条件,如TBC和PML边界条件,以完成整个波导结构的
仿真和分析,获得任意位置处的电磁场分布。
O'W0q;rT ($}`R
xj1@ 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。
ub;ZtsM,% !!`!|w 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。
5lm<% .8y3O] 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。
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K9OYri^TQ 《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
KN7n@$8YM 上海讯技光电科技有限公司
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.R9IL-3fO l PK
+$f$ 目 录 V}SBuQp" 1 入门指南 4
3AsT 1.1 OptiBPM安装及说明 4
DM}YJ 1.2 OptiBPM简介 5
A` AaTP 1.3 光波导介绍 8
il \$@Bn 1.4 快速入门 8
Pri`K/ 2 创建一个简单的MMI耦合器 28
%YSu8G_t 2.1 定义MMI耦合器
材料 28
8'f4 Od ? 2.2 定义布局设置 29
R0L&*Bjm 2.3 创建一个MMI耦合器 31
CC@.MA@9N 2.4 插入input plane 35
H<}^'#"p 2.5 运行模拟 39
DBCK2PlJ 2.6 在OptiBPM_Analyzer中查看模拟结果 43
>&p0d0 3 创建一个单弯曲器件 44
^",ACWF4Sk 3.1 定义一个单弯曲器件 44
Ygl%eP%Z 3.2 定义布局设置 45
l?Fb ='# 3.3 创建一个弧形波导 46
y^}6!>Ou: 3.4 插入入射面 49
A _XhuQB;d 3.5 选择输出数据文件 53
kjtjw1\o 3.6 运行模拟 54
rORZerM 3.7 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 57
_<NMyRJo 4 创建一个MMI星形耦合器 60
:P@rkT3Q t 4.1 定义MMI星形耦合器的材料 60
k}0^&Quc4 4.2 定义布局设置 61
\@1=stK:F 4.3 创建一个MMI星形耦合器 61
.?!N^_ Ez3 4.4 插入输入面 62
CJXg@\\/ 4.5 运行模拟 63
%o:2^5\W 4.6 预览最大值 65
I=.z+#Y 4.7 绘制波导 69
TM|)Ljm 4.8 指定输出波导的路径 69
6'RrQc=q 4.9 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 71
aBw2f[mo 4.10 添加输出波导并预览仿真结果 72
vMs$ceq 4.11 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 74
qq1 - DG 5 基于VB脚本进行
波长扫描 75
w&B#goS 5.1 定义波导材料 75
vJU*>U, 5.2 定义布局设置 76
0#YX=vjX7 5.3 创建波导 76
OLvcivf 5.4 修改输入平面 77
@;H,gEH^ 5.5 指定波导的路径 78
OKvPL=~ 5.6 运行模拟 79
rJ!{/3e 5.7 在OptiBPM_Simulator中预览模拟结果 81
Eyh51IB. 5.8 应用VB脚本进行模拟 82
=T7A]U] 5.9 在OptiBPM_Analyzer中查看模拟结果 84
zKsz*xv6b 6 应用VB脚本设计一个3dB的耦合器 88
4|`Bq}sjZf 6.1 定义3dB耦合器所需的材料 88
S9>0t0 6.2 定义布局结构 89
3:f[gV9K 6.3 绘制并定位波导 91
}oKG}wgY 6.4 生成布局脚本 95
sqS=qC 6.5 插入和编辑输入面 97
Z KOXI%~Mc 6.6 运行模拟 98
"luR9l,RRE 6.7 修改布局脚本 100
Cc, `}SP 6.8 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 102
E gDQ+(
- 7 应用预定义扩散过程 104
^+1#[E 7.1 创建一个由钛在铌酸锂中扩散所形成的线性波导 104
S>0nx ^P 7.2 定义布局设置 106
&%_& 8DkG 7.3 设计波导 107
N?m0USu* 7.4 设置模拟参数 108
yx<WSgWZ[ 7.5 运行模拟 110
<6G11-K 7.6 基于钛和镁在铌酸锂中的扩散,创建一个掩埋波导 111
wprX!)w<i 7.7 将模板以新的名称进行保存 111
(} 5S 7.8 添加一个新的轮廓 111
l?q%?v8 7.9 创建上方的线性波导 112
@5[kcU> 8 各向异性BPM 115
5&e<#" 8.1 定义材料 116
[F[K^xYTlg 8.2 创建轮廓 117
*\o/q[ 8.3 定义布局设置 118
bI y sl 8.4 创建线性波导 120
S#-tOjU* 8.5 设置模拟参数 121
p*8-W(u) 8.6 预览介电常数分量 122
s-7RW 8.7 创建输入面 123
u^j {U} 8.8 运行各向异性BPM模拟 124
ejO}t:}P 9 创建一个chip-to-fiber对接耦合器 127
n?:= 9.1 定义chip-to-fiber对接耦合器的材料和波导 128
nWvuaQ0} 9.2 定义布局设置 130
hHPs&EA.p 9.3 创建一个chip-to-fiber对接耦合器 130
NcAp_q?
4 9.4 编辑输入平面 132
LsM7hLy 9.5 设置模拟参数 134
{q3H5csFq 9.6 运行模拟 135
SgEBh 10 电光调制器 138
R+~cl;#G6 10.1 定义电解质材料 139
vw)7 !/# 10.2 定义电极材料 140
:SsUdIX;P 10.3 定义轮廓 141
KHDZ 10.4 绘制波导 144
er.CDKD%L 10.5 绘制电极 147
1H,g=Y4f% 10.6 静电模拟 149
6ITLGA 10.7 电光模拟 151
gBf4's 11 折射率(RI)扫描 155
O`$#Pg 11.1 定义材料和通道 155
:EtMH( 11.2 定义布局设置 157
"aF8l<1xn 11.3 绘制线性波导 160
R <"6ojn 11.4 插入输入面 160
bhs(Qzx 11.5 创建脚本 161
k5&bq2)I 11.6 运行模拟 163
b`_w])Y@ 11.7 在OptiBPM_Analyzer中预览结果 163
'&;69`FSe 12 应用用户自定义扩散轮廓 165
Kwhdu<6 12.1 定义材料 165
$oLU; q% 12.2 创建参考轮廓 166
oR*=|B 12.3 定义布局设置 166
./p|?pu
12.4 用户自定义轮廓 167
rz(0:vxwA 12.5 根据参考轮廓检测用户自定义轮廓 170
ZE`lr+_Y 13 马赫-泽德干涉仪开关 172
e0; 13.1 定义材料 173
'lS`s( 13.2 创建钛扩散轮廓 173
<g9"Cr` 13.3 定义晶圆 174
b%t+,0s| 13.4 创建器件 175
[ "xn5lE 13.5 检查x-y切面的RI轮廓 177
d3]hyTqbtm 13.6 定义电极区域 178
IOK}+C0e D0;tcm.$ 13.7 定义输入平面和模拟参数 18213.8 运行模拟 182
5=KF!? 13.9 创建脚本 18414 应用OptiBPM和OptiSystem进行光集成
电路模拟-散射数据导出 186
Y1dVM]l 14.1 理论背景 18614.2 波导Vertical Offset位置设置 189
D^Ys)- d 14.3 生成脚本数据 19014.4 导出散射数据 193
f'6|OsVQ 14.5 创建臂 19414.6 在OptiSystem内加载*.s文件 197
1IgHc.s 14.7 加载两个臂的文件 20014.8 在OptiSystem内完成布局 201
Z7jX9e"L 14.9 连接元件 20214.10 运行模拟 203
A7P`lJgv 14.11 创建图以查看结果 204
-n*;W9 Yn9j-` 有兴趣可以扫码加微联系
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