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前 言 Rhv".epz )_b@~fC 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。 I"Q9W|J_& 1s}``1> 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。 t66f 7AR I6hhU;)C 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。 _WDBG iTugvb 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。 Ag>>B9 &Qq/Xi,bZ 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。 Ife,h
s [Yx-l;78 《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 =>:% n U)`3[fo 上海讯技光电科技有限公司 2021年4月 s;_#7x# o
>Rw}R 目 录 LTYuxZ 1 入门指南 4 t)oES>W1 1.1 OptiBPM安装及说明 4 a(x.{}uG, 1.2 OptiBPM简介 5 Ql#W
/x,e 1.3 光波导介绍 8 lNh=>DPu 1.4 快速入门 8 igRDt{} 2 创建一个简单的MMI耦合器 28 ^b"x|8 2.1 定义MMI耦合器材料 28 K{=r.W 2.2 定义布局设置 29 {m+S{dWp 2.3 创建一个MMI耦合器 31 lrmt)BLoh 2.4 插入input plane 35 []=FZ`4 2.5 运行模拟 39 )WP]{ W)r 2.6 在OptiBPM_Analyzer中查看模拟结果 43 %qNj{<& 3 创建一个单弯曲器件 44 NWQPOq# 3.1 定义一个单弯曲器件 44 ]xJ'oBhy 3.2 定义布局设置 45 h=v[i!U-eY 3.3 创建一个弧形波导 46 U5On-T5 3.4 插入入射面 49 :\1rQT 3.5 选择输出数据文件 53 PUQ_w 3.6 运行模拟 54 /\ ,_P 3.7 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 57 (5Z8zNH`3 4 创建一个MMI星形耦合器 60 _o &, 4.1 定义MMI星形耦合器的材料 60 taWirqd9 4.2 定义布局设置 61 -~(0O 4.3 创建一个MMI星形耦合器 61 D y`W5_xSz 4.4 插入输入面 62 /^z/]!JG:V 4.5 运行模拟 63 k lP{yxU'n 4.6 预览最大值 65 oN&rq6eN 4.7 绘制波导 69 Y'<uZl^aX 4.8 指定输出波导的路径 69 jlRl2 #" 4.9 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 71 9&[)(On74 4.10 添加输出波导并预览仿真结果 72 |z!q
r}i 4.11 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 74
8(vC jL 5 基于VB脚本进行波长扫描 75 3ZW/$KP/ 5.1 定义波导材料 75 ] 689 Q%D 5.2 定义布局设置 76 j{Yt70Wv 5.3 创建波导 76 NSMjr_ 5.4 修改输入平面 77 L;.VEz! 5.5 指定波导的路径 78 ny!lja5[ 5.6 运行模拟 79 Zzw}sZ?8 5.7 在OptiBPM_Simulator中预览模拟结果 81 4DQ07w 5.8 应用VB脚本进行模拟 82 RQj`9F 5.9 在OptiBPM_Analyzer中查看模拟结果 84 m{:" 1] 6 应用VB脚本设计一个3dB的耦合器 88 KA|&Q<<{@ 6.1 定义3dB耦合器所需的材料 88 ~4MtDf 6.2 定义布局结构 89 (B>yaM#5 6.3 绘制并定位波导 91 $n=W2WJ6f 6.4 生成布局脚本 95 Vr&el 6.5 插入和编辑输入面 97 h"VpQhi 6.6 运行模拟 98 T =eT^?v 6.7 修改布局脚本 100 S 0R8'Y 6.8 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 102 mC*W2#1pF 7 应用预定义扩散过程 104 %K&+~CJE 7.1 创建一个由钛在铌酸锂中扩散所形成的线性波导 104 7.7Cluh5, 7.2 定义布局设置 106 SE-!|WR 7.3 设计波导 107 V9 +xL 1U# 7.4 设置模拟参数 108 }
D/+< 7.5 运行模拟 110 yM (_P0 7.6 基于钛和镁在铌酸锂中的扩散,创建一个掩埋波导 111 ;x!,g5q"q 7.7 将模板以新的名称进行保存 111 l1-4n*fU 7.8 添加一个新的轮廓 111 Ap
F*a$), 7.9 创建上方的线性波导 112 O tXw/ 8 各向异性BPM 115 im_w+h%^ 8.1 定义材料 116 ' +)6#/* 8.2 创建轮廓 117 NDB*BmG 8.3 定义布局设置 118 3n.+_ jQ>s 8.4 创建线性波导 120 v?Z'[l 8.5 设置模拟参数 121 2k.S[?) 8.6 预览介电常数分量 122 D 7Gd% 8.7 创建输入面 123 +l2e[P+qA 8.8 运行各向异性BPM模拟 124 QE7+rBa 9 创建一个chip-to-fiber对接耦合器 127 bajC-5R1k 9.1 定义chip-to-fiber对接耦合器的材料和波导 128 q
Axf5 9.2 定义布局设置 130 #t"9TP 9.3 创建一个chip-to-fiber对接耦合器 130 /`7 I K 9.4 编辑输入平面 132 T5K-gz7A 9.5 设置模拟参数 134 #@nZ4=/z 9.6 运行模拟 135 L/qZ ; { 10 电光调制器 138 RtW4n:c 10.1 定义电解质材料 139 r :fwrC 10.2 定义电极材料 140 &M0o&C-1/ 10.3 定义轮廓 141 EsT0"{ 10.4 绘制波导 144 j G+T. 10.5 绘制电极 147 DWF
>b 10.6 静电模拟 149 c_~XL^B@ 10.7 电光模拟 151 PRMZfYc 11 折射率(RI)扫描 155 'b LP~ 11.1 定义材料和通道 155 kA1RfSS 11.2 定义布局设置 157 z`\#$ 11.3 绘制线性波导 160 ,3G$` 11.4 插入输入面 160 i0ILb/LS 11.5 创建脚本 161 X tJswxw`K 11.6 运行模拟 163 "F&Tnhh4 11.7 在OptiBPM_Analyzer中预览结果 163 6tOP}X 12 应用用户自定义扩散轮廓 165 <2n'}&F 12.1 定义材料 165 l)}<#Ri 12.2 创建参考轮廓 166 qsI{ b<n 12.3 定义布局设置 166 FpP\-+Sl 12.4 用户自定义轮廓 167 V^j3y`K 12.5 根据参考轮廓检测用户自定义轮廓 170 S/a/1n$ U 13 马赫-泽德干涉仪开关 172 cge-'/8w% 13.1 定义材料 173
=Ov9Kf 13.2 创建钛扩散轮廓 173 ^it4z gx@ 13.3 定义晶圆 174 OZ eiHX! 13.4 创建器件 175 V78Mq:7d 13.5 检查x-y切面的RI轮廓 177 2}D,df'W4 13.6 定义电极区域 178 [vE$R@TZ0! 13.7 定义输入平面和模拟参数 182 Xfj)gPt} 13.8 运行模拟 182 7^c2e*S 13.9 创建脚本 184 g+:$X- r 14 应用OptiBPM和OptiSystem进行光集成电路模拟-散射数据导出 186 OlIT|bzkb 14.1 理论背景 186 6(:)otz 14.2 波导Vertical Offset位置设置 189 4DvdEt 14.3 生成脚本数据 190 OMl8 a B9 14.4 导出散射数据 193 J =b* 14.5 创建臂 194 #]"/{Z 14.6 在OptiSystem内加载*.s文件 197 k"t>He 14.7 加载两个臂的文件 200 O\%j56Bf 14.8 在OptiSystem内完成布局 201 4"LPJX)Q 14.9 连接元件 202 QyTh!QM~` 14.10 运行模拟 203 mG
X\wta 14.11 创建图以查看结果 204 X88F>1} 有兴趣可以扫码加微咨询 )sqaR^ H1Q''$}Z. Xu6jHJ@ x
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