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前 言 wG,"ZN &3o[^_Ti 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。 _YT9zG NIzxSGk| 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。 A3!xYG=+ Wg V'T#* 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。 AXQG aS7%x>.A! 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。 hv6w=?7 B!z-O*fLE1 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。 E&RiEhuv ;)SWUXa;{ 《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 TqZ&X|G $PNS`@B 上海讯技光电科技有限公司 ?)60JWOJ1 J[?7`6\M 目 录 >_<J=8|E 1 入门指南 4 ?eU=xO 1.1 OptiBPM安装及说明 4 /.[;u1z"^ 1.2 OptiBPM简介 5 :J'ibb1 1.3 光波导介绍 8 xpzQ"'be 1.4 快速入门 8 ~kkwPs2V 2 创建一个简单的MMI耦合器 28 h|DKD. 2.1 定义MMI耦合器材料 28 uqN:I)>[P 2.2 定义布局设置 29 '/h~O@Rw 2.3 创建一个MMI耦合器 31 ?11\@d 2.4 插入input plane 35 qM|-2Zl!+ 2.5 运行模拟 39 DH5]Kzb/ 2.6 在OptiBPM_Analyzer中查看模拟结果 43 8%Wg;:DZx 3 创建一个单弯曲器件 44 pFUW7jE 3.1 定义一个单弯曲器件 44 //ZYN2lT4 3.2 定义布局设置 45 L'*P;z7< 3.3 创建一个弧形波导 46 7Lv5@ 3.4 插入入射面 49 l5}b.B^w 3.5 选择输出数据文件 53 %U4w@jp 3.6 运行模拟 54 hlgBx~S[ 3.7 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 57 &>0ape 4 创建一个MMI星形耦合器 60 T9N&Nh7 3 4.1 定义MMI星形耦合器的材料 60 .\W6XRw 4.2 定义布局设置 61 ~I+}u]J 4.3 创建一个MMI星形耦合器 61 pO;BX5(x 4.4 插入输入面 62
H/eyc` 4.5 运行模拟 63 5T,In+~Kd 4.6 预览最大值 65 HifU65"8 4.7 绘制波导 69 +&T;jad2 4.8 指定输出波导的路径 69 1VH$l(7IQ 4.9 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 71 B;r o(R 4.10 添加输出波导并预览仿真结果 72 TC2gl[ 4.11 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 74 -quWnn/ 5 基于VB脚本进行波长扫描 75 @_O,0d
g 5.1 定义波导材料 75 =>PBdW 5.2 定义布局设置 76 "DW; 6<m 5.3 创建波导 76 ?^# h|aUp. 5.4 修改输入平面 77 !A 6l\_ 5.5 指定波导的路径 78 e^Ds|}{V 5.6 运行模拟 79 {O"?_6', 5.7 在OptiBPM_Simulator中预览模拟结果 81 V&'
:S{i 5.8 应用VB脚本进行模拟 82 zeXMi:X 5.9 在OptiBPM_Analyzer中查看模拟结果 84 Hko(@z 6 应用VB脚本设计一个3dB的耦合器 88 >/kwy2 6.1 定义3dB耦合器所需的材料 88 w'Kc#2 6.2 定义布局结构 89 mNvK|bTUT 6.3 绘制并定位波导 91 P p}N-me>_ 6.4 生成布局脚本 95 05|,-S 6.5 插入和编辑输入面 97 ~+y0UEtq7 6.6 运行模拟 98 iz2I4 _N 6.7 修改布局脚本 100 WF6'mg^^? 6.8 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 102 7Y8 B \B)w 7 应用预定义扩散过程 104 4-?'gN_ 7.1 创建一个由钛在铌酸锂中扩散所形成的线性波导 104 *L%i-Wg" 7.2 定义布局设置 106 .45XS>=z# 7.3 设计波导 107 f[@M 7.4 设置模拟参数 108 ~okIiC]# 7.5 运行模拟 110 NjTVinz 7.6 基于钛和镁在铌酸锂中的扩散,创建一个掩埋波导 111 "dKYJ&$ 7.7 将模板以新的名称进行保存 111 .
k6) 7.8 添加一个新的轮廓 111 K|H&x"t 7.9 创建上方的线性波导 112 ~~.v*C[ 8 各向异性BPM 115 u%^Lu.l_c 8.1 定义材料 116 $Qm-p?f 8.2 创建轮廓 117 AX|-Gv 8.3 定义布局设置 118 !
Z e 8.4 创建线性波导 120 LNp%]*h 8.5 设置模拟参数 121 E0 nR Vg 8.6 预览介电常数分量 122 _HT*>-B 8.7 创建输入面 123 /nK)esB1L 8.8 运行各向异性BPM模拟 124 a.|4`*1[; 9 创建一个chip-to-fiber对接耦合器 127 x04JU$@ 9.1 定义chip-to-fiber对接耦合器的材料和波导 128 a<.7q1F 9.2 定义布局设置 130 `0r=ND5. 9.3 创建一个chip-to-fiber对接耦合器 130 C +-< 9.4 编辑输入平面 132 hIj[#M&6 9.5 设置模拟参数 134 ?kICYtY:_b 9.6 运行模拟 135 +[ _)i9a 10 电光调制器 138 2$D
*~~ 10.1 定义电解质材料 139
`ag7xd! 10.2 定义电极材料 140 ~3{C&c 10.3 定义轮廓 141 )e)@_0 10.4 绘制波导 144 /`iBv8! 10.5 绘制电极 147 mx#H+:}&r 10.6 静电模拟 149 ,w.`(?I/ 10.7 电光模拟 151 h(,SAY_ 11 折射率(RI)扫描 155 Ozk^B{{o
11.1 定义材料和通道 155 Yx_[vLm 11.2 定义布局设置 157 q8:Z.<%8 11.3 绘制线性波导 160 :E|HP#iwu 11.4 插入输入面 160 PmtBu`OkV 11.5 创建脚本 161 vqLC?{i+ 11.6 运行模拟 163 U~8.uldnF 11.7 在OptiBPM_Analyzer中预览结果 163 eSynw$F2N 12 应用用户自定义扩散轮廓 165 U.oxLbJ` 12.1 定义材料 165 mMqT-jT 12.2 创建参考轮廓 166 \TG!M]D: 12.3 定义布局设置 166 %Fc,$ = 12.4 用户自定义轮廓 167 I/bED~Z:a 12.5 根据参考轮廓检测用户自定义轮廓 170 xMsos?5} 13 马赫-泽德干涉仪开关 172 ;Ef:mr"Nu 13.1 定义材料 173 PXGS5, 13.2 创建钛扩散轮廓 173 S;$@?vF 13.3 定义晶圆 174 4z-sR/ d 13.4 创建器件 175 P'#m1ntxQ 13.5 检查x-y切面的RI轮廓 177 @GGzah# 13.6 定义电极区域 178 %3e}YQe) Y&xmy|O# 13.7 定义输入平面和模拟参数 182 0fvQPs!O 13.8 运行模拟 182 G7k0P-r,0 13.9 创建脚本 184 tb7Wr1$< 14 应用OptiBPM和OptiSystem进行光集成电路模拟-散射数据导出 186 <^,w,A
14.1 理论背景 186 ,ZcW+! 14.2 波导Vertical Offset位置设置 189 W[o~AbU 14.3 生成脚本数据 190 BRP9j
y 14.4 导出散射数据 193 7?K?-Oj 14.5 创建臂 194 wVBY^TE 14.6 在OptiSystem内加载*.s文件 197 buo_H@@p{s 14.7 加载两个臂的文件 200 b=a&!r5M 14.8 在OptiSystem内完成布局 201 m?-3j65z 14.9 连接元件 202 8uoFV=bj\ 14.10 运行模拟 203 >9W ;u` 14.11 创建图以查看结果 204 Ebp^-I9.d 9Ot;R?>( 有兴趣可以扫码加微联系 @oC8:
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