前 言 .P\wE"; 0
;$[ 随着时代的发展,人们对光网络带宽的需求越来越高,光通信网络也越来越复杂。各类光通信
系统中,存在着许多的波导类元件,如分束器,耦合器,复用器,AWG等,这些元件在整个光通信系统中起着至关重要的作用。而此类光波导器件研发人员,可以使用OptiBPM来对相关的元器件进行
模拟分析与设计,这可以大大降低时间成本和物料成本。
^PIUA' Ml1sE,BT OptiBPM是基于
光束传输算法(BPM-矢量BPM、半矢量BPM以及标量BPM)来模拟光通过任意波导介质(各向同性与各向异性)。并可使用合适的数值方法,如Crank-Nicholson方法和Scheme Parameter以及ADI,来进行计算,计算过程中可以使用合适的边界条件,如TBC和PML边界条件,以完成整个波导结构的
仿真和分析,获得任意位置处的电磁场分布。
4y&%YLMpl y^:!]-+ 通过OptiBPM,科研人员可以同时观察近场分布(包含幅度、相位等),检测辐射以及方向场(Guided Field)。OptiBPM能够提升科研人员在波导器件设计的效率,减小风险并降低整体研发产品成本。
H:
Rd4dl,
z{U2K' 本书详细描述了各类光波导模型的创建以及分析方法,旨在帮助OptiBPM软件初学者快速学会常用的
软件功能。本书主要参考OptiWave公司发布的案例以及相关操作手册翻译整理而成。
'#REbY5ev b: UTq
7^ 本书第一章主要介绍了软件的安装方法以及软件的开发背景,第二~十三章,分别描述了如何创建以及分析常见的波导类器件,如MMI耦合器、MMI星形耦合器、3dB耦合器、电光调制器、Chip-to-Fiber对接耦合器、马赫泽德干涉仪等,并包含了创建各类波导的方法和分析方法,如
参数扫描,脚本自定义等。第十四章主要描述了如何将OptiBPM设计的元器件,导入到OptiSystem(一款光通信系统模拟仿真软件)中做联合仿真,可以查看此元器件在光通信系统中的具体行为。
y@"6Dt| FU9q|!2Y 《OptiBPM入门指南》,是由上海讯技光电工程师翻译整理而来,译者希望本书能够对OptiBPM的使用者有所帮助,通过学习后能够较好的掌握OptiBPM软件的基本使用方法。由于译者水平有限,书中错误纰漏之处在所难免,敬请同行读者批评和指正
W' w;cy:H 上海讯技光电科技有限公司
2021年4月 bcFG$},k
wP.b2X_V +CL`]'~;E- 目 录 -ju&"L B 1 入门指南 4
n}(/>?/ 1.1 OptiBPM安装及说明 4
Q@gmtAp 1.2 OptiBPM简介 5
b6sj/V8 1.3 光波导介绍 8
R7u &` 1.4 快速入门 8
Mz,G;x} 2 创建一个简单的MMI耦合器 28
{\3ZmF 2.1 定义MMI耦合器
材料 28
NO5\|.,Z 2.2 定义布局设置 29
F}p)Q$0 2.3 创建一个MMI耦合器 31
X}*\/(fzl 2.4 插入input plane 35
r w(EI,G 2.5 运行模拟 39
Fd!Np7xw 2.6 在OptiBPM_Analyzer中查看模拟结果 43
]t$wK 3 创建一个单弯曲器件 44
zvjp]yTx" 3.1 定义一个单弯曲器件 44
jd]Om
r! 3.2 定义布局设置 45
?`ETlFtD4 3.3 创建一个弧形波导 46
m,YBk<Bx 3.4 插入入射面 49
BZHba8c( 3.5 选择输出数据文件 53
SB"Uu2)wZ 3.6 运行模拟 54
[X K^3pT_ 3.7 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 57
f@Oi$9CZn 4 创建一个MMI星形耦合器 60
M&au A
4.1 定义MMI星形耦合器的材料 60
a`/\0~ 4.2 定义布局设置 61
;ED` 7 4.3 创建一个MMI星形耦合器 61
aY:u-1 4.4 插入输入面 62
pjG/` 4.5 运行模拟 63
9BW"^$ 4.6 预览最大值 65
#6okd*^ 4.7 绘制波导 69
Klr+\R@(n 4.8 指定输出波导的路径 69
E~]37!,\\9 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
s}w?Dvo \ 4.11 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 74
BOc2<M/\ 5 基于VB脚本进行
波长扫描 75
pAdx 6 5.1 定义波导材料 75
OoIs'S-Z# 5.2 定义布局设置 76
N$&)gI:
5.3 创建波导 76
<D}yqq@| 5.4 修改输入平面 77
/7[U J' 5.5 指定波导的路径 78
P:8qmDXo 5.6 运行模拟 79
rf\/Y"D 5.7 在OptiBPM_Simulator中预览模拟结果 81
*OM+d$l! 5.8 应用VB脚本进行模拟 82
1@}s: 5.9 在OptiBPM_Analyzer中查看模拟结果 84
8?l/x 6 应用VB脚本设计一个3dB的耦合器 88
@1c[<3xJT 6.1 定义3dB耦合器所需的材料 88
V'iT> 6.2 定义布局结构 89
Y'&rSHI"
6.3 绘制并定位波导 91
yiO/0n Mp 6.4 生成布局脚本 95
i:/Ws1=q 6.5 插入和编辑输入面 97
L9}%tEP 6.6 运行模拟 98
jA'7@/F/ 6.7 修改布局脚本 100
k=&UV!J 6.8 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 102
,v@C=4'm 7 应用预定义扩散过程 104
SoJ=[5W 7.1 创建一个由钛在铌酸锂中扩散所形成的线性波导 104
gt \O 7.2 定义布局设置 106
e8,!x9%J 7.3 设计波导 107
8M6wc394 7.4 设置模拟参数 108
B;Dl2k^L 7.5 运行模拟 110
opIbs7k- 7.6 基于钛和镁在铌酸锂中的扩散,创建一个掩埋波导 111
Va-. 7.7 将模板以新的名称进行保存 111
/RBIZ_ 7.8 添加一个新的轮廓 111
'7yVvd 7.9 创建上方的线性波导 112
&6O0h0Vy 8 各向异性BPM 115
8{B]_:
-: 8.1 定义材料 116
/r?EY&9G 8.2 创建轮廓 117
kE[Hq-J=N 8.3 定义布局设置 118
XGcl9FaO} 8.4 创建线性波导 120
2qDyb]9 8.5 设置模拟参数 121
j21>\K!p 8.6 预览介电常数分量 122
f7v|N) 8.7 创建输入面 123
@3_."-d 8.8 运行各向异性BPM模拟 124
!.cno& 9 创建一个chip-to-fiber对接耦合器 127
bFB.hkTP 9.1 定义chip-to-fiber对接耦合器的材料和波导 128
ojbms>a 9.2 定义布局设置 130
fl+dL#] 9.3 创建一个chip-to-fiber对接耦合器 130
V]W-**j< 9.4 编辑输入平面 132
a_(fqoW 9.5 设置模拟参数 134
@$R^-_m 9.6 运行模拟 135
PM8*/4Cu.5 10 电光调制器 138
'q7&MM'oS^ 10.1 定义电解质材料 139
fD~f_Wr 10.2 定义电极材料 140
,T0q.!d 10.3 定义轮廓 141
V7)<MY 10.4 绘制波导 144
RN ~pC 10.5 绘制电极 147
get$r5 10.6 静电模拟 149
q{2
+Inf#: 10.7 电光模拟 151
f"aqg/l 11 折射率(RI)扫描 155
i/j eb*d0 11.1 定义材料和通道 155
H|s,;1# 11.2 定义布局设置 157
k{E!X 11.3 绘制线性波导 160
CH] +S>$ 11.4 插入输入面 160
1JY3c
M 11.5 创建脚本 161
,niQs+'< 11.6 运行模拟 163
IP+.L]S 11.7 在OptiBPM_Analyzer中预览结果 163
u$
a7 12 应用用户自定义扩散轮廓 165
u69fYoB' 12.1 定义材料 165
A k+MREG 12.2 创建参考轮廓 166
IaYaIEL- 12.3 定义布局设置 166
{8w,{p` 12.4 用户自定义轮廓 167
a=AP*adx8 12.5 根据参考轮廓检测用户自定义轮廓 170
2<TpNGXM_ 13 马赫-泽德干涉仪开关 172
Ct9dV7SH 13.1 定义材料 173
a
n|bzG 13.2 创建钛扩散轮廓 173
I0v4TjHH 13.3 定义晶圆 174
g$^I/OK? 13.4 创建器件 175
bI+ TFOP 13.5 检查x-y切面的RI轮廓 177
p.x!dt\1kC 13.6 定义电极区域 178
+W^$my)< [table=772][tr][td][table=712,#ffffff,,0][tr][td]
I2e@_[
1 13.7 定义输入平面和模拟参数 182
Y%#r&de 13.8 运行模拟 182
>/9on. 13.9 创建脚本 184
%]fi;Z 14 应用OptiBPM和OptiSystem进行光集成
电路模拟-散射数据导出 186
-b'a-? 14.1 理论背景 186
ySNXjH
Q= 14.2 波导Vertical Offset位置设置 189
BB3wG*q 14.3 生成脚本数据 190
C#:L.qK 14.4 导出散射数据 193
LNI]IITx/ 14.5 创建臂 194
vl:V?-sY 14.6 在OptiSystem内加载*.s文件 197
]=jpqxlx 14.7 加载两个臂的文件 200
?f4jqF~Fh 14.8 在OptiSystem内完成布局 201
`Uy4> ? 14.9 连接元件 202
u8Oo@xf0Fr 14.10 运行模拟 203
Nj$h/P 14.11 创建图以查看结果 204
y({ EF~w |5#iPw_wMY ]
有兴趣可以扫码加微联系 /..a9x{At>