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前 言 FmC
[u E*{_=pX 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。 TqTz i=X
B0- 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。
A!^gF~ 5 #wfb-`,5&9 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。 @V qI+5TA SB=%(]S 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。 (5Sv$Xt q,*([yX 本书第一章主要介绍了软件的安装方法以及软件的开发背景,第二~十三章,分别描述了如何创建以及分析常见的波导类器件,如MMI耦合器、MMI星形耦合器、3dB耦合器、电光调制器、Chip-to-Fiber对接耦合器、马赫泽德干涉仪等,并包含了创建各类波导的方法和分析方法,如参数扫描,脚本自定义等。第十四章主要描述了如何将OptiBPM设计的元器件,导入到OptiSystem(一款光通信系统模拟仿真软件)中做联合仿真,可以查看此元器件在光通信系统中的具体行为。 U$^ $7g 3 _e94 《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 y(*#0fJrTV RzN9pAe 上海讯技光电科技有限公司 B),Z*lpC d2(3 , 目 录 6tv-PgZ 1 入门指南 4 Wd]MwDcO 1.1 OptiBPM安装及说明 4 IJv+si:k 1.2 OptiBPM简介 5 <}bF49z 1.3 光波导介绍 8 KIYs[0*k 1.4 快速入门 8 I#9q^,,F 2 创建一个简单的MMI耦合器 28 !7jVKI80 2.1 定义MMI耦合器材料 28 QV9z81[ 2.2 定义布局设置 29 _Sn45h@" 2.3 创建一个MMI耦合器 31 \2VYDBi?| 2.4 插入input plane 35 Bd>a"3fA 2.5 运行模拟 39 gMUCVKGf 2.6 在OptiBPM_Analyzer中查看模拟结果 43 E 9v<VoNP` 3 创建一个单弯曲器件 44 zt/N)5\V 3.1 定义一个单弯曲器件 44 x5 ?>y{6D 3.2 定义布局设置 45 D=:O^< 3.3 创建一个弧形波导 46 vbSycZ2M7 3.4 插入入射面 49 Pj{Y 3.5 选择输出数据文件 53 Rxk0^d:sNi 3.6 运行模拟 54 ?<6yKxn 3.7 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 57 $&jte_hv 4 创建一个MMI星形耦合器 60 %#iu 4.1 定义MMI星形耦合器的材料 60 h#(J6ht 4.2 定义布局设置 61 D2MWrX 4.3 创建一个MMI星形耦合器 61 }-H)jN^ 4.4 插入输入面 62 -8m3L 4.5 运行模拟 63 ?yy,3: 4.6 预览最大值 65 #MAXH7[ 4.7 绘制波导 69 ?OF9{$m3? 4.8 指定输出波导的路径 69 ,WQg.neOA 4.9 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 71 ^b^}6L'Z 4.10 添加输出波导并预览仿真结果 72 j-TRa,4bN 4.11 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 74 h"t\x}8qq 5 基于VB脚本进行波长扫描 75 +wxDK A_ 5.1 定义波导材料 75 G*%:"qleT$ 5.2 定义布局设置 76 JUdQ Q 5.3 创建波导 76 E8"$vl&c] 5.4 修改输入平面 77 Lf+"Gp 5.5 指定波导的路径 78 ^vha4<'-qG 5.6 运行模拟 79 3V%ts7: a 5.7 在OptiBPM_Simulator中预览模拟结果 81 /a?qtRw 5.8 应用VB脚本进行模拟 82 YuFR*W;$ 5.9 在OptiBPM_Analyzer中查看模拟结果 84 ]'5 G/H5?; 6 应用VB脚本设计一个3dB的耦合器 88 Er@OmNT 6.1 定义3dB耦合器所需的材料 88 17F<vo>l% 6.2 定义布局结构 89 "WZ | 6.3 绘制并定位波导 91 7mtX/w9 6.4 生成布局脚本 95 !q5qA* 6.5 插入和编辑输入面 97 p,7,
tx 6.6 运行模拟 98 z4{:X Da 6.7 修改布局脚本 100 2sH1),\ 6.8 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 102 5&TH\2u 7 应用预定义扩散过程 104 j9~lf 7.1 创建一个由钛在铌酸锂中扩散所形成的线性波导 104 52t6_!y+V 7.2 定义布局设置 106 QJ2D C 7.3 设计波导 107 |&U{
z? 7.4 设置模拟参数 108 ?@CbaX~+K 7.5 运行模拟 110 DT vCx6:! 7.6 基于钛和镁在铌酸锂中的扩散,创建一个掩埋波导 111 ~DP_1V? 7.7 将模板以新的名称进行保存 111 v W4n>h}] 7.8 添加一个新的轮廓 111 I`;SA~5 7.9 创建上方的线性波导 112 k8 z1AP 8 各向异性BPM 115 Bu"5NB 8.1 定义材料 116 58P[EMhL 8.2 创建轮廓 117 n}/4em? 8.3 定义布局设置 118 K/M2L&C 8.4 创建线性波导 120 nYE%@Up 8.5 设置模拟参数 121 '8=/v*j>? 8.6 预览介电常数分量 122 vn4z C 8.7 创建输入面 123 SM\qd4 8.8 运行各向异性BPM模拟 124 `G`yA% 9 创建一个chip-to-fiber对接耦合器 127 <nc6&+ 9.1 定义chip-to-fiber对接耦合器的材料和波导 128 ?OS0. 9.2 定义布局设置 130 T{)_vQ 9.3 创建一个chip-to-fiber对接耦合器 130 _{/[&vJ 9.4 编辑输入平面 132 Oi<yT"7 9.5 设置模拟参数 134 ^09-SUl^ 9.6 运行模拟 135 `IT]ZAem`/ 10 电光调制器 138 5GbC}y> 10.1 定义电解质材料 139 !cW!zP-B*p 10.2 定义电极材料 140 ($-m}UF\/ 10.3 定义轮廓 141 Lg{M<Q)4 10.4 绘制波导 144
fj'7\[nZ 10.5 绘制电极 147 &%m%b5 10.6 静电模拟 149 #mkf2Z=t- 10.7 电光模拟 151 EB VG@ 11 折射率(RI)扫描 155 ps UT2 11.1 定义材料和通道 155 < n/ 2 11.2 定义布局设置 157 </2 aQn 11.3 绘制线性波导 160 LGK@taw^ 11.4 插入输入面 160 ^h^.;Iqr= 11.5 创建脚本 161 .wB'"z8L 11.6 运行模拟 163 c(aykIVOo 11.7 在OptiBPM_Analyzer中预览结果 163 ]kd:p*U6P 12 应用用户自定义扩散轮廓 165 SEVB.; 12.1 定义材料 165 F^81?Fi. 12.2 创建参考轮廓 166 me@)kQ8M 12.3 定义布局设置 166 *wx95?H0Z 12.4 用户自定义轮廓 167 S%aup(wu6 12.5 根据参考轮廓检测用户自定义轮廓 170 :W;eW%Y 13 马赫-泽德干涉仪开关 172 cQ
|Q-S 13.1 定义材料 173 _s*p$/V\ 13.2 创建钛扩散轮廓 173 sNM ]bei 13.3 定义晶圆 174 `aTw!QBfG 13.4 创建器件 175 x#gZC1$Y 13.5 检查x-y切面的RI轮廓 177 =#=}|Q} 13.6 定义电极区域 178 @S:T8
*~} xkv%4H> 13.7 定义输入平面和模拟参数 182 )F Nn 13.8 运行模拟 182 `QtkC>[ 13.9 创建脚本 184 \*[DR R0 14 应用OptiBPM和OptiSystem进行光集成电路模拟-散射数据导出 186 qsQ{`E0 14.1 理论背景 186 7hTpjox2 14.2 波导Vertical Offset位置设置 189 +abb[ 14.3 生成脚本数据 190 7Mk>`4D'c 14.4 导出散射数据 193 V~p01f"J 14.5 创建臂 194 4XAs^>N+ 14.6 在OptiSystem内加载*.s文件 197 ]6M,s0 14.7 加载两个臂的文件 200 c g)>A 14.8 在OptiSystem内完成布局 201 ==Xy'n9' 14.9 连接元件 202 JOJuGB-d 14.10 运行模拟 203 3dlY_z=0 14.11 创建图以查看结果 204 M\-[C!h, .]s? 01Z 有兴趣可以扫码加微联系 ZZ
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