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前 言 e^y9Kmd >y3FU1w5d 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。 b] 5weS-< h `Lr5)B' 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)K1>>7 |[SHpcq> 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。 1m*)MZ) cOV j @z 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。 1}(22Q; mY"7/dw<v 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。 &<A,\M i2=- su 《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 %'Cj~An /2tA
n 上海讯技光电科技有限公司 2021年4月 #])"1fk orGMzC 2 目 录 r,6~%T0 1 入门指南 4 D2$9$xeR 1.1 OptiBPM安装及说明 4 ZQ`8RF *v 1.2 OptiBPM简介 5 M\]lNQ A 1.3 光波导介绍 8 [`n_> p! 1.4 快速入门 8 ,'8%'xit 2 创建一个简单的MMI耦合器 28 %_(vSpk 2.1 定义MMI耦合器材料 28
^^a6 (b 2.2 定义布局设置 29 K*~{M+lU7 2.3 创建一个MMI耦合器 31 cl& w/OJ# 2.4 插入input plane 35 c!EA>:;(< 2.5 运行模拟 39 _{[6hf4p 2.6 在OptiBPM_Analyzer中查看模拟结果 43 B2;P%B 3 创建一个单弯曲器件 44 r2-iISxg+ 3.1 定义一个单弯曲器件 44 dyQ7@K.E 3.2 定义布局设置 45 gIB3DuUo 3.3 创建一个弧形波导 46 ?;XO1cs 3.4 插入入射面 49 |E8sw a 3.5 选择输出数据文件 53 %2QGbnt_* 3.6 运行模拟 54 dbf<k%i6 3.7 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 57 B/agW 4 创建一个MMI星形耦合器 60 x3+
-wv 4.1 定义MMI星形耦合器的材料 60 (TZK~+]@sb 4.2 定义布局设置 61 cMT7Bd 4.3 创建一个MMI星形耦合器 61 A8%
e_XA 4.4 插入输入面 62
Z
RVt2 4.5 运行模拟 63 x-%O1frc 4.6 预览最大值 65 x@NfN*?/+i 4.7 绘制波导 69 Zbczbnj 4.8 指定输出波导的路径 69 kWr1>})' 4.9 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 71 K[T0);hZR 4.10 添加输出波导并预览仿真结果 72 _XZ
Gj:V 4.11 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 74 R"cQyG4 5 基于VB脚本进行波长扫描 75 ufXWK3~\ 5.1 定义波导材料 75 6#z8 %kaX 5.2 定义布局设置 76 yYz{*hq 5.3 创建波导 76 g[} L
? 5.4 修改输入平面 77 GfONm6A 5.5 指定波导的路径 78 a 0SZw 5.6 运行模拟 79 wd`p> 5.7 在OptiBPM_Simulator中预览模拟结果 81 hK?GIbRZ 5.8 应用VB脚本进行模拟 82 <*5S7)]BP 5.9 在OptiBPM_Analyzer中查看模拟结果 84 :8yebOs 6 应用VB脚本设计一个3dB的耦合器 88 ![z2]L+TB 6.1 定义3dB耦合器所需的材料 88 EQyX! 6.2 定义布局结构 89 #2]*qgA4 6.3 绘制并定位波导 91 KI9Pw]]{- 6.4 生成布局脚本 95 G&oD;NY@/ 6.5 插入和编辑输入面 97 aL(G0@( 6.6 运行模拟 98 qiz(k:\o 6.7 修改布局脚本 100 B^2r4
9vC 6.8 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 102 bxa>:71 7 应用预定义扩散过程 104 vHi%UaD-y 7.1 创建一个由钛在铌酸锂中扩散所形成的线性波导 104 \(Ma>E4PNU 7.2 定义布局设置 106 h8/tKyr8( 7.3 设计波导 107 bB<S4@jF8z 7.4 设置模拟参数 108 JD*HG] 7.5 运行模拟 110 k$$SbStD 7.6 基于钛和镁在铌酸锂中的扩散,创建一个掩埋波导 111 "(=g7,I4 7.7 将模板以新的名称进行保存 111 tl dK@!E3 7.8 添加一个新的轮廓 111 _hY6NMw 7.9 创建上方的线性波导 112 -6)n QNj| 8 各向异性BPM 115 %n$f#Ml_r 8.1 定义材料 116 Kw-< |