前 言 stiF`l Q{~g<G 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。
{@X>!] ByY^d#oE 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。
&mX_\w/% Y:CX RU6eD 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。
,nf}4 #cQ5-R-1 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。
I`{3I-E ^i@anbH 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。
|!FQQ(1b b5MBzFw 《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
97Dq; 上海讯技光电科技有限公司
2021年4月 2G.y.#W
Z9: 3cHYe 目 录 <M9NyD` 1 入门指南 4
4eWv). 1.1 OptiBPM安装及说明 4
J0V m&TY 1.2 OptiBPM简介 5
3JC uM_y 1.3 光波导介绍 8
4dixHpq' 1.4 快速入门 8
75a3hPCZ 2 创建一个简单的MMI耦合器 28
{ <Gyjq 2.1 定义MMI耦合器
材料 28
Mbc&))A 2.2 定义布局设置 29
a~Dk@>+P> 2.3 创建一个MMI耦合器 31
G^B>C 2.4 插入input plane 35
9(t(sP_ 2.5 运行模拟 39
|ufL s 2.6 在OptiBPM_Analyzer中查看模拟结果 43
<M\&zHv 3 创建一个单弯曲器件 44
YM`T"`f 3.1 定义一个单弯曲器件 44
uD/@d'd_4L 3.2 定义布局设置 45
N3$1f$` 3.3 创建一个弧形波导 46
mr7Oi `dE 3.4 插入入射面 49
# fqrZ9:@ 3.5 选择输出数据文件 53
(:8a6=xQ 3.6 运行模拟 54
_-BP?'lN 3.7 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 57
kNK0KL 4 创建一个MMI星形耦合器 60
uZ8-? 4.1 定义MMI星形耦合器的材料 60
gcnX^[`S 4.2 定义布局设置 61
.@): Uh 4.3 创建一个MMI星形耦合器 61
%GTFub0F 4.4 插入输入面 62
PVg<Ovi^d 4.5 运行模拟 63
IP/%=m)\% 4.6 预览最大值 65
o/3.U=px~ 4.7 绘制波导 69
rf H1Zl 4.8 指定输出波导的路径 69
?j8!3NCl} 4.9 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 71
frUs'j/bZ 4.10 添加输出波导并预览仿真结果 72
i&m_G5u88 4.11 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 74
hDi~{rbmc 5 基于VB脚本进行
波长扫描 75
/a*){JQ5j 5.1 定义波导材料 75
PR5N:Bw
5.2 定义布局设置 76
j4,y+9U 5.3 创建波导 76
0g30nr) 5.4 修改输入平面 77
:%&
E58 5.5 指定波导的路径 78
qkKl;Z?Y: 5.6 运行模拟 79
/-v ; 5.7 在OptiBPM_Simulator中预览模拟结果 81
FD[*Q2fU 5.8 应用VB脚本进行模拟 82
N& 5.9 在OptiBPM_Analyzer中查看模拟结果 84
7tWC<# 6 应用VB脚本设计一个3dB的耦合器 88
^vMlRt; 6.1 定义3dB耦合器所需的材料 88
/?r A| 6.2 定义布局结构 89
HL&HY)W1gf 6.3 绘制并定位波导 91
^2}HF/ 6.4 生成布局脚本 95
!-tw 6.5 插入和编辑输入面 97
Zb2pZhkW 6.6 运行模拟 98
2*Qi4%s# 6.7 修改布局脚本 100
7SS#V 6.8 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 102
ef^GJTv&k 7 应用预定义扩散过程 104
]7}!3 m 7.1 创建一个由钛在铌酸锂中扩散所形成的线性波导 104
UhqTn$=fb 7.2 定义布局设置 106
sJx_X8 7.3 设计波导 107
-&D=4,# 7.4 设置模拟参数 108
.^*;hZ~4% 7.5 运行模拟 110
^+Nd\tp 7.6 基于钛和镁在铌酸锂中的扩散,创建一个掩埋波导 111
9vP;i= fr 7.7 将模板以新的名称进行保存 111
v4hrS\M 7.8 添加一个新的轮廓 111
r'Wf4p^Xd 7.9 创建上方的线性波导 112
ke8g tbm 8 各向异性BPM 115
( 0/M?YQF 8.1 定义材料 116
Jy/<
{7j 8.2 创建轮廓 117
@*|VWHR 8.3 定义布局设置 118
9V1d`]tP 8.4 创建线性波导 120
nBp6uNK[ 8.5 设置模拟参数 121
@=l6zd@ 8.6 预览介电常数分量 122
3v\P6 8.7 创建输入面 123
5H.~pc2y 8.8 运行各向异性BPM模拟 124
.Pj<Pe 9 创建一个chip-to-fiber对接耦合器 127
[hSJ)IZh 9.1 定义chip-to-fiber对接耦合器的材料和波导 128
d7](fw@c 9.2 定义布局设置 130
Q k}RcP 9.3 创建一个chip-to-fiber对接耦合器 130
W]/J]O6 9.4 编辑输入平面 132
o3`U;@ &u 9.5 设置模拟参数 134
r<fcZ)jt| 9.6 运行模拟 135
/V 09Na,N 10 电光调制器 138
QP.Lq}
10.1 定义电解质材料 139
rlR!Tc> 10.2 定义电极材料 140
(9RfsV4^ 10.3 定义轮廓 141
]?+i6 [6U 10.4 绘制波导 144
MrB#=3pT 10.5 绘制电极 147
!DOyOTR&3 10.6 静电模拟 149
_|["}M"? 10.7 电光模拟 151
vN^.MR+< 11 折射率(RI)扫描 155
>)<? 11.1 定义材料和通道 155
Ez~5ax7x 11.2 定义布局设置 157
2, )>F"R 11.3 绘制线性波导 160
m|W17LhW{ 11.4 插入输入面 160
V3ozaVk; 11.5 创建脚本 161
'>t&fzD0 11.6 运行模拟 163
&PE%tm 11.7 在OptiBPM_Analyzer中预览结果 163
K7`6G[RMb 12 应用用户自定义扩散轮廓 165
_M/N_Fm 12.1 定义材料 165
OJpfiZ@Q_ 12.2 创建参考轮廓 166
:wS&3:h 12.3 定义布局设置 166
%4m Nk}tyH 12.4 用户自定义轮廓 167
g_cED15 12.5 根据参考轮廓检测用户自定义轮廓 170
>fWGiFmlk 13 马赫-泽德干涉仪开关 172
Ht;Rz*} 13.1 定义材料 173
cZ_)'0
13.2 创建钛扩散轮廓 173
vQLYWRXiA 13.3 定义晶圆 174
2pdeJ 13.4 创建器件 175
rb-ao\ 13.5 检查x-y切面的RI轮廓 177
g0j)k6<6(Y 13.6 定义电极区域 178
KV$&qM. [table=772][tr][td][table=712,#ffffff,,0][tr][td]
P4Pc;8T@! 13.7 定义输入平面和模拟参数 182
^+D/59I 13.8 运行模拟 182
4+q,[m-$( 13.9 创建脚本 184
A
.&c>{B7 14 应用OptiBPM和OptiSystem进行光集成
电路模拟-散射数据导出 186
kyAN O 14.1 理论背景 186
jzV"( p! 14.2 波导Vertical Offset位置设置 189
3GF67] 14.3 生成脚本数据 190
:ZY%-]u7 14.4 导出散射数据 193
(0.oE%B",1 14.5 创建臂 194
\85%d0@3 14.6 在OptiSystem内加载*.s文件 197
t9U6\ru 14.7 加载两个臂的文件 200
rQ{|0+l 14.8 在OptiSystem内完成布局 201
~'%d]s+q 14.9 连接元件 202
q6F1Rt 14.10 运行模拟 203
r1< 'l 14.11 创建图以查看结果 204
kMCP .D45; Zq8 5q ]
有兴趣可以扫码加微联系 cxs@ph&Wk